可變形膜組件的改進的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種可變形膜組件(1)，包括：彈性膜(8)，所述彈性膜在張力狀態(tài)下被圍繞其邊緣設(shè)置的可彎曲的膜支撐部件(2,10)支撐；與所述膜的一面相接觸的流體，流體壓力是可控的以調(diào)節(jié)膜的形狀；一個或多個作用于支撐部件(2,10)的彎曲控制件(24)，以控制支撐部件的彎曲從而對加載在膜內(nèi)的張力進行響應(yīng)。所述膜支撐部件(2,10)的抗彎剛度在其范圍內(nèi)是可變的，從而控制膜(8)等在驅(qū)動態(tài)下的邊緣輪廓。本發(fā)明中公開的各種不同類型的彎曲控制件允許支撐部件(2,10)的平面外彎曲，而防止或控制支撐部件的平面內(nèi)彎曲或形變。在一些實施例中，彎曲控制件允許支撐部件(2,10)產(chǎn)生一定程度的可控的平面內(nèi)彎曲，以便控制膜(8)在驅(qū)動態(tài)時的應(yīng)變。
【專利說明】可變形膜組件的改進
[0001] 本發(fā)明涉及一種可變形膜組件，通過將組件內(nèi)的流體直接作用于所述膜的一面上 的方式，利用流體壓力來控制彈性膜的形狀；尤其涉及一種流體填充透鏡及反射鏡，其中所 述彈性膜形成所述透鏡或反射鏡的表面，控制流體壓力以調(diào)節(jié)所述膜的彎曲度，進而調(diào)節(jié) 透鏡或反射鏡的屈光度，本發(fā)明同樣適用于其它一些需要靜態(tài)或動態(tài)變化的彈性表面的儀 器或設(shè)備。
[0002] 對于流體填充類透鏡，通過利用流體壓力來控制與流體接觸的彈性膜的形狀對于 本領(lǐng)域技術(shù)人員來說是眾所周知的。通常此類透鏡可以為"流體注入"類型，其中控制在封 套內(nèi)的的流體量，所述封套具有實質(zhì)上固定的體積，其一側(cè)以所述膜為邊界；或者此類透鏡 還可以為"流體壓縮"類型，其中封套的體積可以調(diào)節(jié)，并且所述封套的一側(cè)以所述膜為邊 界且所述封套包含有固定量的流體。無論上述哪種情況，所述封套內(nèi)的流體壓力都是可以 調(diào)節(jié)的，或者通過向所述封套內(nèi)添加流體或從所述封套內(nèi)移除流體，或者通過改變所述封 套的體積，來控制作用于所述膜上的流體壓力，從而控制所述膜的形狀。
[0003] 對于這樣的膜組件，通常希望所述彈性膜在非驅(qū)動態(tài)時為平的。以流體填充透鏡 為例，希望由彈性膜形成的透鏡表面在非驅(qū)動態(tài)時是沒有光焦度的平面。隨著封套內(nèi)的流 體壓力有選擇地增高（或降低），所述膜膨脹以增加透鏡的光焦度，或者正向增加或者反向 增加。對于透鏡應(yīng)用，所述膜通常需要進行球狀膨脹或類球狀膨脹。在非驅(qū)動態(tài)下，希望彈 性膜處于張力（預(yù)張力）狀態(tài)下，以便防止所述彈性膜由于溫度或重力作用，或由于透鏡移 動時流體的慣性作用而產(chǎn)生不需要的下垂或褶皺。在一些例子中，所述彈性膜內(nèi)用于防止 下垂所需的預(yù)張力可能與驅(qū)動態(tài)下應(yīng)用于所述膜上的附加張力具有相同的數(shù)量級。然而， 在一些其他組件中，根據(jù)膜材料的厚度和模量的不同，所述預(yù)張力可能高出幾個數(shù)量級。
[0004] 例如，W098/11458A1公開了一種可以有選擇地變焦的透鏡，所述透鏡具有第一和 第二透明的柔性膜，每個柔性膜被由第一、第二及第三內(nèi)嚙合環(huán)形成的外圍環(huán)形框支撐和 拉緊。W098/11458A1公開的透鏡為圓形的，所以可以將上述外圍環(huán)形框制成硬的以便支撐 處于張力下的所述膜。
[0005] 然而，在一些此類的膜組件中，所述膜由柔性環(huán)支撐，或者由其它膜支撐結(jié)構(gòu)支 撐，此類膜支撐結(jié)構(gòu)被設(shè)計成，當(dāng)透鏡處于驅(qū)動態(tài)并且所述膜為了達到預(yù)設(shè)形狀而改變形 狀時，其可以整個范圍彎曲。例如，US5371629A公開了一種可變焦透鏡，其具有非圓形膜，所 述非圓形膜被安裝于具有環(huán)形邊緣的膜支撐結(jié)構(gòu)上，所述環(huán)形邊緣被設(shè)計成可控地彎曲， 用來使所述膜在膨脹時維持實質(zhì)上球狀（盡管使用了非圓形膜），從而允許改變放大倍數(shù)， 而不會產(chǎn)生不希望的失真量。
[0006] US5371629A中公開的透鏡的一個設(shè)計本身固有的問題是，膜內(nèi)的張力作用于膜支 撐部件的柔性邊緣上。盡管在驅(qū)動透鏡時施加在邊緣上的增加的負荷可能本身不足以大到 能夠成為嚴(yán)重的問題，然而，任何施加到膜上用于將膜下垂或褶皺控制在可允許的程度內(nèi) 的具有足夠量級的預(yù)張力有可能成為嚴(yán)重的問題；所述邊緣的柔性屬性意味著，這樣水平 的預(yù)張力，有可能趨于使環(huán)形邊緣產(chǎn)生不希望的和不受控的變形，從而損害透鏡的光學(xué)性 能。
[0007] 共同待決的國際專利申請PCT/GB2012/051426(其內(nèi)容作為參考被完全并入本文 中），也公開了一種包括彈性膜的變形膜組件，所述彈性膜由彈性可彎曲支撐環(huán)圍繞其邊緣 將其支撐。
[0008] 本發(fā)明的目的是提供一種可變形膜組件來改善上述問題，所述可變形膜組件具有 彈性膜，所述彈性膜可被安裝于可彎曲膜支撐部件，能夠使所述彈性膜處于足夠的預(yù)張力 下以防止所述膜的下垂或褶皺，而所述膜具有減小的形變。
[0009] 因此，本發(fā)明一方面是提供一種可變性膜組件，包括：彈性膜，所述彈性膜由可彎 曲膜支撐部件圍繞其邊緣將其支撐；與所述膜的一面接觸的流體，能夠控制所述流體的壓 力來調(diào)整所述膜的形狀；以及一個或多個彎曲控制部件，其作用于所述支撐部件上，以響應(yīng) 在所述膜上加載的張力來控制所述支撐部件的彎曲。
[0010] 所述流體的壓力可以是可控的，用以在非驅(qū)動態(tài)和完全驅(qū)動態(tài)之間可選擇地調(diào) 整所述膜的形狀。所述流體可以被存儲于液密的封套內(nèi)，該封套的一個壁由所述彈性膜 形成。所述流體可以為任何合適的流體，包括氣體。例如，所述流體可以為水或空氣。在 某種程度上，流體的選擇將由可變形膜組件的應(yīng)用意向決定。在一些實施例中，膠體可能 是適用的。對于其中所述膜組件可以為可變焦發(fā)射透鏡組件的光學(xué)應(yīng)用，在感興趣的波 長處的透明油（例如用于可見光譜的硅油）就被發(fā)現(xiàn)具有特別的優(yōu)勢，其可以與所述組 件的其他部件為折射率匹配。適合地，所述流體可以包括硅油，例如分子量為546.88的 1,3, 5-三甲基-1,1，3, 5, 5-五苯基三娃二氧燒（其可以從Dow Corning Corporation of Midland, Michigan, USA購買，商品名為DC-705)或者分子量為484. 81的1，3, 3, 5-四甲 基-1，1，5, 5-四苯基三硅氧烷（其可以從Dow Coming公司購買，商品名為DC-704)。
[0011] 適合地，所述膜組件可以包括用于選擇性地調(diào)節(jié)所述流體的壓力的裝置，例如流 體壓力調(diào)節(jié)機構(gòu)。
[0012] 在一些實施例中，所述封套的體積可調(diào)，所述膜組件可以包括用于選擇性地調(diào)節(jié) 所述封套的體積的裝置（例如，封套體積調(diào)節(jié)機構(gòu)）以便控制所述封套內(nèi)的所述流體的壓 力。例如，所述封套可以是可壓縮的，且被安裝于固定支架上，所述固定支架形成所述組件 的一部分，且所述體積調(diào)節(jié)機構(gòu)可以是可操作的，用于壓縮或膨脹固定支架上的所述封套 (例如利用風(fēng)箱），以便改變所述封套的體積而所述封套內(nèi)的流體量保持不變（"膨脹模式" 或"壓縮模式"）。所述固定支架可以被設(shè)置成在所述封套上的第一位置處支撐所述封套， 且所述體積調(diào)節(jié)機構(gòu)可以被設(shè)置成在所述封套上的第二位置處對所述封套施加壓縮力或 膨脹力，所述第一位置和第二位置在壓縮或膨脹的方向上被隔開，所述封套具有位于所述 第一位置和第二位置之間的的柔性側(cè)壁從而允許所述封套被壓縮或膨脹。
[0013] 在一些實施例中，所述固定支架可以在第一位置處圍繞封套周邊將其固定支撐， 或者所述固定支架可以包括剛性體，所述封套被安裝在所述剛性體上。例如，所述封套還可 以包括與所述膜相對的另一個壁，該壁可以被設(shè)置為與所述剛性體相鄰接。而在另一個實 施例中，所述封套的所述另一個壁可以為剛性的且可以作為所述固定支架使用。適合地，所 述另一個壁可以是透明的且可以提供透鏡表面。
[0014] 適合地，根據(jù)本發(fā)明的流體填充式的可壓縮或可膨脹的封套可以為彈性可壓縮的 或彈性可膨脹的。當(dāng)進行壓縮（或膨脹）時，相對于環(huán)境壓力對封套內(nèi)的壓力進行調(diào)節(jié)，并 且一旦移除在所述組件的驅(qū)動態(tài)下用于壓縮（或膨脹）所述封套的力，則所述封套彈性恢 復(fù)到它的非驅(qū)動態(tài)以平衡所述膜上的壓力。以這種方式，所述流體填充封套像一個流體填 充氣墊那樣起作用。
[0015] 可替換地，所述封套的體積可以實質(zhì)上保持恒定（除了所述膜的膨脹引起的實際 體積的輕微增加或減少之外），并且可以通過選擇性地向所述封套注入流體或是從所述封 套去除流體來控制所述流體壓力，例如通過選擇性地可控制的泵（"注入模式"）。
[0016] 對所述流體的壓力進行調(diào)整造成所述膜膨脹并且變得更加彎曲。典型地，但不是 必須地，在非驅(qū)動態(tài)下，當(dāng)所述膜上的壓差最小時，即所述流體為環(huán)境壓力時，所述膜可以 是平的或者大體為平的，并且，在所述組件處于驅(qū)動態(tài)下，所述膜隨著所述流體壓力的增加 或降低而不斷膨脹。在驅(qū)動態(tài)下所述膜改變形狀，典型地從一個平面基準(zhǔn)形式變化為一個 膨脹凸面或凹面形式。因此在驅(qū)動態(tài)下，無論其初始形狀如何，所述膜都被拉伸且所述膜中 的應(yīng)變增加。在一些實施例中，對于一些應(yīng)用，該驅(qū)動應(yīng)變可以達到約57%，此時膜的形狀 相當(dāng)于一個半球，但是更典型地，所述驅(qū)動應(yīng)變的范圍可以為〇. 05 %到10%，15 %，20%或 25%。例如在一些所述組件包括透鏡的實施例中，所述膜中的應(yīng)變可以在驅(qū)動態(tài)下上升達 約1%。適合地，所述驅(qū)動應(yīng)變的范圍可以約為0. 1%到5%，例如為0. 25%。
[0017] 所述膜可以為圓形或為非圓形，并且其可以由本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的任何合適的 彈性材料制成。適合地，所述膜的彈性模量應(yīng)該可以達到約lOOMPa。已發(fā)現(xiàn)彈性模量范圍 在IMPa到lOMPa或到20MPa的膜能夠達到令人滿意的效果。例如，在一個實施例中，可以 使用彈性模量為5MPa的膜。合適的膜材料包括聚對苯二甲酸乙二醇酯（如Myl arK )，聚酯， 硅橡膠（如聚二甲硅氧烷），熱塑性聚氨酯（如Tuftane? )，偏二氯乙烯聚合物（如Saran? )或厚度合適的玻璃。在一些實施例中，所述膜可以包括單層材料，但其他一些實施例中，所 述膜可以包括多個層壓層。
[0018] 所述膜支撐部件圍繞所述膜的邊緣將其固定。適合地，所述支撐部件可以包圍所 述膜。當(dāng)組件在壓縮模式或膨脹模式工作的情況下，所述支撐部件可以如上所述在所述封 套的第二位置處支撐所述流體填充封套。所述支撐部件可以包括多個離散的部分，這些部 分圍繞所述膜周向地被隔開，但較佳地，所述支撐部件以封閉環(huán)形式圍繞所述膜連續(xù)延伸。 適合地，所述膜支撐部件可以包括支撐環(huán)，所述支撐環(huán)支撐所述膜的邊緣。所述支撐部件可 以是一個分離的部分，其可以以下述方式自由移動。所述"環(huán)"的意思是一個與所述膜的邊 緣形狀相同的封閉環(huán)；本文中的術(shù)語"環(huán)"并不必須意味著所述支撐部件為圓形。所述環(huán)可 以具有限定了開口的內(nèi)側(cè)，所述膜跨越所述開口而被設(shè)置；以及具有外側(cè)，除了在其上作用 該環(huán)以驅(qū)動該組件的部分之外，所述外側(cè)的其他部分是不受約束的。所述支撐部件在非驅(qū) 動態(tài)下可以是平面，特別在所述膜在非驅(qū)動態(tài)時也是平的的情況下。
[0019] 通常希望，在驅(qū)動狀態(tài)下，所述膜應(yīng)該具有一個預(yù)設(shè)形狀。所述膜的形狀受其邊緣 的形狀及構(gòu)型的影響，所述膜在所述邊緣被連接至所述膜支撐部件。相應(yīng)地，如在下面的更 詳細的描述，所述支撐部件為整個范圍內(nèi)是可彎曲的，從而允許在驅(qū)動狀態(tài)時所述膜的邊 緣的輪廓隨所述膜的膨脹而改變。在一些實施例中，可以隨著所述組件被驅(qū)動而對所述支 撐部件的配置進行主動調(diào)整，使得所述支撐部件采用與所述膜的所希望的預(yù)設(shè)形式相符合 的預(yù)設(shè)輪廓?？商鎿Q地，所述支撐部件的配置可以被動地調(diào)整，例如，響應(yīng)于所述膜中的不 斷增加的表面張力或響應(yīng)于所述支撐部件的固有的拉伸性能。在其他實施例中，可以采用 主動控制和被動控制的混合，其中，在所述支撐部件周圍的一個或者多個控制點處采取主 動控制，而在所述控制點之間允許所述支撐部件被動彎曲。無論所述支撐部件的形狀被如 何控制，當(dāng)處于驅(qū)動態(tài)時，所述支撐部件的形狀應(yīng)該具有與所述膜的預(yù)設(shè)的驅(qū)動態(tài)形式相 匹配的預(yù)設(shè)輪廓。
[0020] 為了獲得所述預(yù)設(shè)輪廓，所述支撐部件應(yīng)該在主彎曲軸線方向上彎曲（偏斜），所 述主彎曲軸線通常與所述膜的膨脹的方向相平行。本文的"彎曲軸線"指的是當(dāng)所述支撐部 件彎曲時發(fā)生偏斜的方向。當(dāng)所述膜在非驅(qū)動態(tài)或任何驅(qū)動態(tài)為平面時，所述主彎曲軸線 可能實質(zhì)上垂直于所述膜的平面。處于這種平面狀態(tài)（例如，當(dāng)處于非驅(qū)動態(tài)）的所述膜的 平面可以作為平面基準(zhǔn)面，而所述主彎曲軸線可以垂直于或者實質(zhì)上垂直于該基準(zhǔn)面。在 一些實施例中，所述組件可以被配置，使得不允許所述膜變成平面。然而在此類實施例中， 如果允許所述膜超越其非驅(qū)動態(tài)或完全驅(qū)動態(tài)繼續(xù)運動，則所述膜仍然具有理論上的平面 態(tài)，并且在此類實施例中，所述理論上的平面態(tài)可以同樣地作為用于測量所述支撐部件的 偏斜度的基準(zhǔn)面。
[0021] 對于光學(xué)應(yīng)用，所述膜的預(yù)設(shè)形式通常限定了一個光學(xué)軸，在這些例子中，所述主 彎曲軸線通常與所述光學(xué)軸實質(zhì)上平行。適合地，所述支撐部件可以在其整個范圍上在所 述主彎曲軸線方向上可彎曲，也可以在除了以下所述的所選的控制點處受限之外，在其它 位置處均不受限。所述支撐部件可以在其周圍的開放空間內(nèi)自由浮動，只是所述支撐部件 的移動可能在所述控制點處受到控制。
[0022] 有利地，可以在所述膜支撐結(jié)構(gòu)上對所述膜施加預(yù)張力。在層壓膜具有多個層的 例子中，希望其中至少一層在非驅(qū)動態(tài)下應(yīng)該在預(yù)張力作用下被支撐。在非驅(qū)動態(tài)下，所述 膜在張力作用下被支撐部件支撐，由此，當(dāng)膜上的壓差為最小時，所述預(yù)張力用于降低或最 小化所述膜的下垂。在一些實施例中，在非驅(qū)動態(tài)下可以對所述膜施加預(yù)張力以獲得可達 20%的應(yīng)變；在一些實施例中，適當(dāng)?shù)念A(yù)應(yīng)變可能在0. 5%至10%的范圍，或1 %至5%的范 圍，例如2%或3%。
[0023] 在一些實施例中，所述支撐部件可以為彈性可彎曲。所述膜支撐部件可以在其整 個范圍內(nèi)具有恒定或大致恒定的剛度。可替換地，所述彈性膜支撐部件在其范圍內(nèi)變具有 可變的抗彎剛度，使其隨著施加的載荷的增加而彎曲，這是因為，所述膜在驅(qū)動態(tài)下膨脹到 與膜預(yù)設(shè)形狀相符合的預(yù)設(shè)輪廓下時，膜表面張力的增加引起載荷的增加。當(dāng)所述膜為非 圓形且需要在驅(qū)動態(tài)下球形形變時，上述涉及尤其有用。而且當(dāng)所述膜為圓形且需要非球 形形變時，上述涉及同樣有效，例如下文描述的根據(jù)一個或者多個澤尼克多項式（Zernike polynomials)〇
[0024] 膜的膨脹形狀為膜和膜支撐部件的大小及材料特性，膜兩側(cè)壓力，以及膜邊緣的 輪廓的函數(shù)。通過利用支撐部件，在其范圍內(nèi)具有可變的彎曲以響應(yīng)選擇控制點處的主動 位移，或提高膜表面張力，如PCT/GB2012/051426所教導(dǎo)，膜邊緣的輪廓可控制，從而允許 膜在膨脹時采用預(yù)設(shè)的形狀。
[0025] 可以通過選擇所述抗彎剛度及其在所述支撐部件的變化，控制所述膜的邊緣的形 狀使其形變達到預(yù)設(shè)形狀。所述膜支撐部件范圍內(nèi)可以具有變化的抗彎剛度，使所述膜膨 脹時大體呈球狀，或根據(jù)一個或多個澤尼克多項式Z n±m(xù)限定的預(yù)設(shè)形狀進行膨脹，此類膨 脹形式對具有透鏡組件的本發(fā)明的膜組件尤其有用。通常預(yù)設(shè)形狀具有一中心，位于形 狀的頂點。例如，透鏡或鏡面在其光學(xué)軸上具有一光學(xué)中心，而所述光學(xué)中心通常對應(yīng)頂 點。對眼部的優(yōu)先應(yīng)用能夠達到視力矯正的作用如z2±2線性疊加（散光）和z 2° (球面 距離修正）。眼鏡商通常根據(jù)這些公式生產(chǎn)透鏡。對于各種澤尼克多項式的解釋可以參考 《光學(xué)原理》工。（"'Principles of Optics"M.Born and E.Wolf，7th Ed，C.U.P.，（1999). ISBN0-521-64222-1)
[0026] 各種由澤尼克函數(shù)或多個澤尼克函數(shù)組合設(shè)計的預(yù)設(shè)形狀都可以應(yīng)用本發(fā)明提 供的膜組件，包括例如Z n±m(xù)形式的按比例的澤尼克公式的線性疊加。
[0027] Zl，Z；1, (k<j)
[0028] 具有分量Zj±k(k〈j)的高階表面可能出現(xiàn)在膜邊緣的形狀。通常，除了其邊緣，通 過壓力下膜的形變形成的表面具有一個或者多個局部最大或局部最小受力點，但是最大受 力點和最小受力點不會同時存在，除鞍點之外。所得到的所述預(yù)設(shè)形狀必然受限于所述膜 的外圍形狀，其在使用中是穩(wěn)定的。
[0029] 在一些實施例中，所述支撐部件可以包括彈性可彎曲的支撐環(huán)。所述支撐環(huán)可以 由任何具有足夠高的模量的材料組成，其相對于所述膜組件的整體尺寸被制造成較薄（例 如厚度從約〇. 〇5_到約0. 5_)，可以與相鄰部件連接，其具有低的蠕變或者設(shè)置條件使其 具有低的蠕變（在多次使用中持續(xù)具有），并且是彈性可變形的。因此所述支撐環(huán)可以由金 屬制成，如不銹鋼或鈦金屬；也可以由玻璃和藍寶石制成。本文提及的"連接"可以為黏接， 卷邊，激光焊接或超聲波焊接，或其它一些本領(lǐng)域技術(shù)人員了解到的可用的連接方式。
[0030] 在一些實施例中，為了獲得支撐環(huán)上所需的抗彎剛度變化，所述環(huán)的尺寸在其范 圍內(nèi)可以改變。所述支撐環(huán)具有大體一致的深度和可變的寬度，從而控制環(huán)的截面二次距， 因此控制環(huán)的彎曲剛度。所述支撐環(huán)的最窄處需要彎度達到最大值，從而使所述膜膨脹時 形成預(yù)設(shè)形狀。因此，在一些實施例中，所述支撐環(huán)由一張均勻厚度的金屬板（如不銹鋼 板）上裁剪或沖壓，形成板平面內(nèi)寬度不斷變化的圓形環(huán)或非圓形環(huán)。當(dāng)組件處于非驅(qū)動 態(tài)時，所述支撐環(huán)大體上為一平面從而形成一個平面邊緣膜。
[0031] 所述支撐環(huán)上所需的抗彎剛度可以由有限元分析（FEA)確定，例如PCT/ GB2012/051426上所公開的方法。特別地，F(xiàn)EA可以用于計算支撐環(huán)上所需要的抗彎剛度 的變化，以便控制支撐環(huán)的彎曲，以便隨著與所述支撐環(huán)連接的所述膜由于流體壓力增加 (或降低）而被拉緊，當(dāng)受到不斷增加的負載時，允許所述膜在所述組件處于驅(qū)動態(tài)時達到 預(yù)設(shè)形狀。應(yīng)該理解的是在一些實施例中，如當(dāng)膜組件包括透鏡或鏡面時，所述膜可以靜態(tài) 形變，但是對于一些其他應(yīng)用，如聲學(xué)應(yīng)用，需要動態(tài)調(diào)節(jié)所述膜的形狀。
[0032] 在一些實施例中，所述支撐環(huán)可以包括一個或多個環(huán)元件。在一些實施例中，所述 環(huán)包括一疊彈性環(huán)元件。所述多個彈性環(huán)可以為相同的或基本相同的環(huán)，也可以為不同的 環(huán)。所述膜可以夾在疊層內(nèi)兩個相鄰環(huán)之間。通過將所述膜夾在兩個相鄰環(huán)中間，所述膜 施加在所述環(huán)元件上的扭轉(zhuǎn)力是平衡的，使支撐環(huán)上整體沒有或者基本沒有扭轉(zhuǎn)力。防止 在環(huán)上產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)力，可以避免環(huán)上不必要的形變出現(xiàn)從而影響膜的形狀。在一些實施例中， 所述膜支撐部件可以由兩個環(huán)元件組成。在另一些實施例中，不止設(shè)置兩個環(huán)。然而，其排 布方式應(yīng)該使當(dāng)所述膜在兩相鄰環(huán)件被張緊時，作用于膜兩側(cè)的環(huán)元件上的扭轉(zhuǎn)力應(yīng)該方 向相反從而相互抵消或基本相互抵消。
[0033] 在一些實施例中，所述膜組件以壓縮模式運行，用于壓縮或膨脹所述流體填充封 套的力可以直接作用于膜支撐環(huán)上的一個或多個選擇的控制點，使得所述環(huán)相對于固定支 架偏斜。如處于審查階段的專利申請PCT/GB2012/051426中所公開，力作用于環(huán)上的控制 點，其應(yīng)該根據(jù)驅(qū)動態(tài)時膜的預(yù)設(shè)形狀進行選擇。如上所述，這是因為，為了達到期望的預(yù) 設(shè)形狀，所述環(huán)的輪廓必須設(shè)置成相匹配的預(yù)設(shè)輪廓，并且在其范圍內(nèi)，相對固定支架在一 個或多個位置的主動移位應(yīng)當(dāng)遵照預(yù)設(shè)輪廓。換句話說，當(dāng)在環(huán)上施加一個力使流體填充 封套相對于固定支架壓縮或膨脹時，所述環(huán)范圍內(nèi)的任意一點都不能移動到其它不符合預(yù) 定環(huán)輪廓的點上（允許公差存在），所述預(yù)設(shè)的環(huán)輪廓需要達到膜的預(yù)設(shè)形狀樣式。
[0034] 應(yīng)用于環(huán)上的驅(qū)動力應(yīng)該至少施加于間隔開的控制點上，所述控制點設(shè)置于所述 環(huán)的各個點上或其附近，其中，當(dāng)所述環(huán)的輪廓在形變時形成所述膜的預(yù)設(shè)形狀時，沿著所 述施加在兩相鄰點之間的控制點上的驅(qū)動力的方向上產(chǎn)生一個轉(zhuǎn)折點，并且在環(huán)輪廓的上 述相鄰點的相反方向上產(chǎn)生一個拐點或轉(zhuǎn)折點。
[0035] 可以通過一個或者多個環(huán)嚙合部件向支撐環(huán)每個控制點上施加力。所述一個或多 個控制點可以為驅(qū)動點，在所述驅(qū)動點上主動配置所述一個或多個環(huán)嚙合部件使所述支撐 環(huán)相對于固定支架移動。適合地，所述支撐環(huán)可以通過所述環(huán)嚙合部件在每個驅(qū)動點大體 沿著平行于主彎曲軸線的方向偏斜。
[0036] 在一些實施例中，一個或多個控制點可以為被動控制點，其中環(huán)嚙合部件可以通 過連桿，導(dǎo)軌或其他機構(gòu)連接至固定的支架，從而限制環(huán)嚙合部件的運動至具體的范圍或 特定的軌跡。
[0037] -個或多個控制點可以為鉸接點，其中，一個或多個環(huán)嚙合部件用于保持所述環(huán) 相對于支架固定不動，且允許一定程度公差。應(yīng)當(dāng)意識到，在所述支撐環(huán)上設(shè)置一個或多個 鉸接點，為了在驅(qū)動狀態(tài)時達到膜的預(yù)設(shè)形狀，所述環(huán)需要在所述一個或多個鉸接點保持 固定；也就是說，所述環(huán)在所述一個或多個鉸接點的位置在驅(qū)動態(tài)和非驅(qū)動態(tài)時保持一致 或大體一致。當(dāng)所述膜在非驅(qū)動態(tài)下處于平面狀態(tài)時，應(yīng)該意識到，所有鉸接點將位于與所 述支撐部件零偏轉(zhuǎn)的同一輪廓上。
[0038] 根據(jù)在環(huán)的各個點上設(shè)置有控制點的需要，為了形變時產(chǎn)生膜的預(yù)設(shè)形狀，需要 環(huán)的輪廓沿著所述施加在兩相鄰點之間的控制點上的驅(qū)動力的方向上產(chǎn)生一個轉(zhuǎn)折點，并 且在環(huán)輪廓的上述相鄰點的相反方向上產(chǎn)生一個拐點或轉(zhuǎn)折點。在所述環(huán)的其它位置上根 據(jù)需要可以設(shè)置有更多的控制點，除了為了限定所述膜的平面，需要至少設(shè)置三個控制點， 而拐點和轉(zhuǎn)折點的數(shù)量不受限制。
[0039] 在一些實施例中，所述控制點包括至少兩個相鄰的鉸接點和至少一個驅(qū)動點，在 驅(qū)動點上，所述環(huán)嚙合部件用于對所述環(huán)相對于固定支架進行移動，達到調(diào)節(jié)流體填充封 套容積的目的。
[0040] 在相鄰控制點之間，至少在所有選擇好的組件驅(qū)動下，膜的邊緣的輪廓并不遵循 膜的形狀的表面輪廓的位置，所述支撐環(huán)應(yīng)該可以在主彎曲軸線上相對于固定支架進行被 動偏斜。
[0041] 根據(jù)本發(fā)明，一個或者多個彎曲控制部件控制可彎曲膜支撐部件的彎曲或其他形 變以響應(yīng)膜上的表面張力。特別地，所述一個或多個彎曲控制部件用于穩(wěn)固支撐部件使其 在非驅(qū)動態(tài)和驅(qū)動態(tài)下不會產(chǎn)生不必要的彎曲或形變，并且允許所述支撐部件在動態(tài)時按 照需要彎曲，使得膜可以設(shè)置為預(yù)設(shè)形狀。原則上，所述一個或多個彎曲控制部件應(yīng)該只用 于強化所述支撐部件，避免不需要的或不可控的彎曲。事實上，在一些實施例中，所述一個 或多個彎曲控制部件可以以一種預(yù)定方式略微增加支撐部件的整體抗彎剛度，在計算支撐 部件所需抗彎剛度時可以將其計算在內(nèi)，但是所述一個或多個控制部件不應(yīng)該削弱支撐部 件的彎度的期望值。
[0042] 如上所述，當(dāng)組件處于驅(qū)動態(tài)時，由于膜的表面張力的增加，所述彈性膜支撐部件 上會承受一個增加的負載，如果所述膜在支撐部件上具有一個預(yù)張力，所述彈性膜支撐部 件會承受一個顯著的較大的負載。當(dāng)承受上述負載時，所述一個或多個彎曲控制部件用于 使膜支撐部件穩(wěn)固。
[0043] 所述一個或多個彎曲控制部件可以以各項異性的方式改變支撐部件的抗彎強度。 適合地，所述一個或多個彎曲控制組件可以很大程度上在平面內(nèi)強化所述支撐部件，優(yōu)于 在平面的橫向軸上進行強化。所述一個或多個彎曲控制部件可以用于降低或阻止膜支撐部 件在垂直于主彎曲軸線的平面內(nèi)（"平面內(nèi)"剛度）偏轉(zhuǎn)，而不會顯著的影響支撐部件在主 彎曲軸線方向上的偏轉(zhuǎn)（"平面外"剛度）。所述膜為一平面，所述彎曲控制部件用于控制 支撐部件在平面內(nèi)的彎曲。通常所述一個或多個彎曲控制部件用于約束所述支撐部件向內(nèi) 塌陷，或通常在所述膜組件受到內(nèi)部橫向力或外部作用力時用于保持膜組件的形狀。
[0044] 在一些實施例中，所述一個或多個彎曲控制部件可以用于控制組件處于驅(qū)動態(tài)時 施加在膜上的張力。也就是說，在一些實施例中，在組件處于驅(qū)動態(tài)時，所述一個或多個彎 曲控制部件可以允許所述支撐部件以一種可控的方式向垂直于主彎曲軸線的方向彎曲。此 方法有利于保持膜內(nèi)表面張力各項同性，或有利于允許所述支撐部件以一種可控的方式向 內(nèi)收縮，從而改變由膜支撐部件包圍的區(qū)域。
[0045] 甚至在一些所述膜在驅(qū)動態(tài)下需要進行球狀形變時的實施例中，希望所述膜支撐 部件允許一些可控的平面內(nèi)形變。例如，為了增加膜的曲率至一定的應(yīng)變，在所述膜形變 時，所述一個或多個彎曲控制部件可以調(diào)節(jié)所述支撐部件的平面內(nèi)抗彎剛度，從而允許所 述支撐部件向內(nèi)壓縮一定程度。上述方法在防止所述膜支撐部件和膜之間的交界上負載過 高時尤其有效。
[0046] 所述一個或多個彎曲控制部件可以與上述膜支撐環(huán)共同使用，也可以與本發(fā)明所 述的其它形狀的膜支撐部件共同使用。
[0047] 在一些實施例中，所述一個或多個膜支撐部件可以包括加強隔片。所述加強隔片 可以包括一個與膜邊緣形狀大體相同的加強板，并可以固定安裝在所述膜支撐部件上，使 力在它們之間傳遞。所述加強板可以沿著支撐部件均勻的固定于其上，如通過黏合劑黏結(jié)， 使膜內(nèi)的表面張力均勻的傳送到隔片上。適合地，所述加強隔片可以沿所述支撐部件連續(xù) 附著于所述支撐部件上?？商鎿Q地，所述加強板可以在間隔開的位置附著于所述支撐部件， 用于避免附著點區(qū)域內(nèi)的支撐部件失真。所述加強板可以在與所述膜在動態(tài)下膨脹時的方 向相反的一側(cè)上附著于所述支撐部件上。
[0048] 所述加強板可以具有比彎曲軸線上的面外剛度大的與主彎曲軸線正交的平面內(nèi) 剛度。因此，所述加強板可以用于強化垂直于主彎曲軸線的平面內(nèi)的支撐部件使其能夠承 受膜所施加在上面的表面張力，并且允許所述支撐部件以預(yù)設(shè)方式在主彎曲軸線方向上彎 曲，對表面張力做出反應(yīng)，控制所述支撐部件的表面張力。
[0049] 在一些實施例中，所述膜支撐部件可以包括一個或多個第一環(huán)元件，所述膜可以 夾在所述第一環(huán)元件和加強板之間。在所述膜和加強版之間可以設(shè)置有一個或多個第二環(huán) 元件，將所述膜和加強板隔開。適合地，所述膜支撐部件可以包括一個第一環(huán)元件和一個第 二環(huán)元件。在主彎曲軸線方向上的加強板和第二環(huán)元件的抗彎剛度可以結(jié)合起來用于平衡 由膜施加在第一環(huán)元件上的扭轉(zhuǎn)力。
[0050] 所述第一環(huán)元件的厚度范圍可以為0? 2mm至0? 75mm，適合地0? 3mm或0? 4mm至 0? 5mm。所述第二環(huán)元件的厚度范圍可以為0? 01mm到0? 25mm，適合地為0? 025mm至0? 1mm, 如約 0. 05mm。
[0051] 所述加強板在主彎曲軸線方向上的厚度約為0? 1mm到1. 0mm，適合地0? 3mm至 0.7mm，如約0.5mm。其可以由聚碳酸酯，尼龍或玻璃（透鏡組件的實施例），或各種含有塑 料，金屬或陶瓷或復(fù)合材料制成（在一些具有聲學(xué)或非傳送膜組件的實施例中）。
[0052] 在一些實施例中，所述加強板可以與所述膜間隔開，例如，利用支撐部件的第二環(huán) 元件。可替換地，所述支撐部件可以包括一個或者多個設(shè)置于膜一側(cè)的第一環(huán)元件（如上 所述），且所述加強板可以直接附著于所述膜的另一側(cè)。在此類實施例中，所述加強板面 向所述膜的一面可以為階梯以提供一個圓周平臺，其大體上與具有第一環(huán)元件的內(nèi)平面相 連，從而將加強板的其余部分與所述膜隔開。通過這種方法，所述平臺有效的構(gòu)成了一個完 整的第二環(huán)元件。
[0053] 所述加強板可以設(shè)置于流體內(nèi)，因此可以設(shè)置有一個或多個延伸的孔徑從而允許 流體自由移動到在膜的另一面。所述孔徑的精確個數(shù)，尺寸和排布可以由本領(lǐng)域技術(shù)人員 決定，從而允許流體在期望的響應(yīng)時間和縱向響應(yīng)頻率內(nèi)能夠從板的一側(cè)自由移動到另一 偵牝而不影響加強板控制膜支撐組件的平面內(nèi)形變的能力。在一些實施例中，所述孔徑基本 上不影響加強板的彎曲能力。然而，在一些其他實施例中，一個或多個孔徑可以通過設(shè)計成 特有的尺寸，形狀，個數(shù)及排布方式來控制加強板的彎曲能力，從而當(dāng)膜支承組件在為響應(yīng) 膜內(nèi)表面張力而發(fā)生彎曲時，所述支撐板能夠提供更有力的控制。
[0054] 所述膜可以為多邊形，例如根據(jù)眼鏡鏡片的形狀相配合的矩形，所述加強板各個 角附近可以設(shè)置有孔徑。適合地，每個孔徑的形狀可以是改進的鞋匠的刀的（arbelos)形 狀，其具有一長形桿，通常定位在與板的對應(yīng)角相交的軸上。例如，在一個透鏡組件內(nèi)，每個 孔徑的桿與透鏡表面的光學(xué)中心成一定的角度，所述透鏡表面由所述膜形成。在一些具有 矩形加強板的實施例中，可以通過設(shè)計所述孔徑的形狀和排布方式使所述加強板在所述孔 徑周圍限定成近似"立體交叉"(cloverleaf)的形狀。此種排布方式具有明顯的優(yōu)勢，因為 它允許加強板在主彎曲軸線方向上雙向彎曲，也就是說，它允許加強板在主彎曲軸線方向 上沿著兩個與彎曲軸線垂直的交互橫向軸進行彎曲，然而在缺少上述孔徑時，加強板在主 彎曲軸線上沿著加強板平面方向上軸線彎曲易于強化所述加強板，使其抵制主彎曲軸線上 沿加強板平面內(nèi)軸的橫向軸的彎曲，如果所述支撐部件需要沿橫向軸線方向彎曲達到預(yù)設(shè) 輪廓時，缺少孔徑是不可取的。通常情況下，希望允許加強板在主彎曲軸線上沿著加強板內(nèi) 相互正交的軸彎曲。
[0055] 在其它實施例中，所述加強板設(shè)置有一個大尺寸中心孔，事實上這使得加強板為 一環(huán)狀。本文提及的術(shù)語"環(huán)狀"并非限定所述加強板為圓形，僅僅限定了它的形狀為一封 閉的環(huán)路，其輪廓與所述膜支撐部件的輪廓以及所述膜的外圍相同。所述加強板上的中心 孔有利于允許加強板在主彎曲軸線方向上沿著加強板平面內(nèi)相互正交軸彎曲。所述膜支 撐部件包括一個上述支撐環(huán)，所述環(huán)狀加強板的平面內(nèi)寬度優(yōu)選可以為所述支撐環(huán)寬度的 2-15倍。
[0056] 在一些實施例中，所述加強板可以包括一個或者多個懸筋，用于強化所述加強板 以對抗其在平面態(tài)時產(chǎn)生不希望的形變，或者增加產(chǎn)生不希望的形變模式所需要的能量。 當(dāng)所述支撐部件在非驅(qū)動態(tài)或任意驅(qū)動態(tài)處于平面狀態(tài)時，其承受來自膜內(nèi)預(yù)張力的載 荷，從而可能處于非穩(wěn)定態(tài)，此時與平面的任何偏移會釋放儲存于所述膜中的表面張力中 的能量。因此，所述支撐部件可能易于被扣住，導(dǎo)致它以及設(shè)置在其上的膜呈現(xiàn)出意外的更 穩(wěn)定的馬鞍形狀。在一定程度上，這種扣住的傾向會在膜處于驅(qū)動狀態(tài)下開始膨脹時就存 在，雖然這種趨勢會隨著膜的膨脹而逐漸減弱。
[0057] 所述一個或者多個懸筋可以被設(shè)置于加強板上遠離所述膜的一側(cè)。所述一個或多 個懸筋連接到所述加強板的連接點可以位于所述膜支撐部件在所述可變形膜組件處于驅(qū) 動態(tài)時不發(fā)生移動的位置處或位置附近。適合地，所述懸筋可以沿著所述彈性膜在驅(qū)動態(tài) 時不發(fā)生位移的輪廓設(shè)置。可替換地，可以設(shè)置有一個或多個線性筋穿過所述加強板。在 一些實施例中，所述一個或多個加強筋可以與組件的一個或多個固定部嚙合，從而強化加 強板的抗彎曲能力。例如，所述一個或多個加強筋可以與用于促進流體填充封套壓縮或膨 脹的固定支架嚙合。在一些實施例中，可以對所述一個或多個加強筋的尺寸和位置進行設(shè) 計，從而使其與封套的另一面相嚙合。適合地，一個或多個加強筋可以黏接或連接到所述固 定部。
[0058] 在一些實施例中，所述一個或多個彎曲控制部件可以包括多個撐桿，其在所述膜 支撐部件的相對的部分間延伸，并用于阻止支撐部件的平面內(nèi)形變且不妨礙主彎曲軸線方 向上的平面外偏斜。適合地，所述撐桿可以由聚碳酸酯或本領(lǐng)域人員熟知的其它材料制成。 所述撐桿可以通過例如黏合劑等固定連接到所述膜支撐部件的尾部，并且可以提供足夠數(shù) 量的撐桿從而防止撐桿間的膜支撐部件的變形。所述撐桿可以與所述膜支撐部件直接連 接?？商鎿Q地，所述撐桿的尾部可以由一與支撐部件連續(xù)連接的封閉的外圍網(wǎng)狀部承載。適 合地，可以設(shè)置兩組或者多組撐桿，且各組撐桿均被調(diào)整成相互交叉定向。適合地，所述兩 組或多組的撐桿在交叉點處互相不連接。此種設(shè)計對非圓形膜組件情況尤其有利，因為在 非圓形膜組件中，其表面張力在驅(qū)動態(tài)下可以各向異性地調(diào)整。在這類實施例中，所述加強 部件的剛度可以在每組撐桿間獨立調(diào)整，從而達到膜在驅(qū)動態(tài)下各項異性的響應(yīng)，與膜內(nèi) 的各項異性一致，或者為其更正。
[0059] 可替換地，所述一個或多個彎曲控制部件可以包括多個控制桿，其中每個控制桿 的一端與所述膜或所述膜支撐部件連接，其另一端與組件的一個或多個固定部連接。每個 控制桿用于允許支撐部件的主彎曲軸線方向上的自由彎曲，而防止、阻止或控制支撐部件 的平面內(nèi)形變。所述控制桿可以通過合適的黏合劑連接到所述膜/膜支撐部件和所述組件 的固定部上。
[0060] 在一些實施例中，每個控制桿的另一端與用于促進所述流體填充封套的壓縮或膨 脹的所述固定支撐件連接。所述封套的另一面為一剛性面或連續(xù)安裝在一剛性板上，可以 將每個控制桿的另一端連接到該面上。可替換地，在一些實施例中，所述控制桿的另一端可 以連接到一剛性蓋板上，所述剛性蓋板覆蓋在所述膜的上方。在光學(xué)應(yīng)用中所述前蓋板為 透明的，其可以包括一固定透鏡。將控制桿連接到上述剛性蓋板上的一個優(yōu)勢是可以避免 在所述封套另一面的后面設(shè)置一個笨重的加強板或透鏡部件。在另一個實施例中，每個控 制桿的另一端可以連接到容納有本發(fā)明所述組件的一剛性或?qū)嵸|(zhì)剛性的外殼上。
[0061]所述控制桿可以相對于所述支撐部件傾斜地延伸，使當(dāng)所述組件處于動態(tài)時，每 個控制桿限制所述支撐部件沿所述控制桿限定的弧線移動。適合地，每個控制桿對于所述 主彎曲軸線的所張立（subtend)的最小角度大于45°。在一些實施例中，在組件處于驅(qū)動 態(tài)時，所述主彎曲軸線對每個控制桿的張立角度可以增加；在另外一些實施例中，所述角度 可以變小。根據(jù)所述組件的配置及所述控制桿的位置不同，在一些實施例中，在驅(qū)動態(tài)時一 些控制桿張立角會增加，而另外一些控制桿張立角在動態(tài)時會減小。
[0062]這樣，當(dāng)所述組件遠離平面膨脹時，通過控制桿控制所述膜支撐部件在平面內(nèi)的 位移。特別地，當(dāng)所述組件處于驅(qū)動態(tài)時，所述膜支撐部件區(qū)域在彎曲軸線上移動，該區(qū)域 的移動垂直于所述彎曲軸線，通過控制桿控制該移動從而控制膜的線表面張力。
[0063]典型地，所述控制桿可以設(shè)置于所述膜支撐部件的閉合環(huán)路的內(nèi)側(cè)，在所述膜覆 蓋的區(qū)域內(nèi)（"內(nèi)側(cè)"）。但是在一些實施例中，部分或所有的控制桿的尾端可以在所述膜 支撐部件外側(cè)與所述膜連接而不是在支撐部件上。所述控制桿可以沿一個方向延伸，也可 以沿不同方向延伸。適合地，可以設(shè)置兩組控制桿，第一組中的控制桿定向為第一方向，并 且第二組中的控制桿定向為第二方向。所述第一和第二方向可以是彼此的橫向，使得在第 一方向和第二方向上的控制桿可以彼此交叉。
[0064]在另一個實施例中，所述一個或多個彎曲控制部件可以包括多個連桿機構(gòu)，所述 連桿機構(gòu)沿著所述膜的外圍被分隔開。其中，每個連桿機構(gòu)連接在膜或膜支撐部件和組件 的一個或多個其他固定部之間。例如，每個連桿機構(gòu)的一端可以連接在膜支撐部件上，其另 一端連接在用于促進流體填充封套壓縮或膨脹的固定支架上。在此類實施例中，所述封套 的另一面為一剛性面或連續(xù)安裝在一剛性板上，可以將每個連桿機構(gòu)的另一端連接到該面 上。可替換地，所述連桿機構(gòu)的另一端可以連接到上述前蓋板的下側(cè)。在另一個可替換地 實施例中，所述連桿機構(gòu)的另一端可以連接到容納有本發(fā)明所述的組件的一剛性或?qū)嵸|(zhì)剛 性的外殼上。
[0065]所述連桿機構(gòu)可以設(shè)置于所述膜外圍的外側(cè)?？商鎿Q地，所述連桿機構(gòu)可以根據(jù) 所述膜支撐部件設(shè)置。在另一個實施例中，所述連桿機構(gòu)可以設(shè)置于內(nèi)側(cè)，也就是所述膜支 撐部件的封閉環(huán)路的內(nèi)側(cè)。前者的排布方式有利于減少對流向膜的流體的限制。后者的排 布方式可以降低空間需求。
[0066] 每個連桿機構(gòu)可以用于允許所述膜支撐部件在主彎曲軸線方向上產(chǎn)生彎曲，但是 阻止所述膜支撐部件在垂直于主彎曲軸線的平面內(nèi)移動。例如，在一些實施例中，每個連桿 機構(gòu)可以包括兩個控制桿，其中一個控制桿的一端滑動連接到膜支撐部件（或通過合適的 界面連接到膜上），另一端可轉(zhuǎn)動的連接到所述組件的固定部，如所述封套的另一面；同時 另一個控制桿的一端滑動連接到所述組件的固定部，其另一端可轉(zhuǎn)動的連接到所述膜或膜 支撐部件上。所述兩個控制桿可以彼此鉸接。
[0067]可替換地，所述一個或多個彎曲控制部件可以包括多個周向間隔的連桿機構(gòu)，用 于在允許所述膜支撐部件在主彎曲軸線方向上彎曲之外，還允許控制所述膜支撐部件的可 控的平面內(nèi)位移。因此，在此實施例中，每個所述連桿機構(gòu)可以包括一個四桿機構(gòu)，其中一 個控制桿的一端與所述膜或膜支撐部件鉸接，另外兩個控制桿的一端分別與所述組件的固 定部可轉(zhuǎn)動的連接，例如，當(dāng)所述封套的另一面為一剛性結(jié)構(gòu)或其安裝到一剛性板時，所述 固定部即為所述封套的另一面。這兩個控制桿的另一端在間隔開的點處可轉(zhuǎn)動的連接到第 一個控制桿上來形成四桿機構(gòu)，從而使其允許所述膜支撐部件在主彎曲軸線方向上彎曲并 且控制所述膜支撐部件的移動。如上所述，通過允許所述膜支撐部件在平面內(nèi)的少量移動， 可以控制所述膜在膨脹時的張力。
[0068] 適合地，所述控制桿或連桿機構(gòu)可以被設(shè)置成，允許沿所述膜支撐部件范圍的平 面內(nèi)的移動量不同。由于所述膜在驅(qū)動態(tài)下進行膨脹，它的橫截面會由圓形的弦形改變成 弧形，支撐部件相對兩側(cè)之間更長。對于一個膜其平面內(nèi)一個維度的長度大于另一維度的 長度，或者對于一個需要進行非球形形變的膜而言，所述膜內(nèi)的張力隨著其膨脹并不是各 項同性增加的，而是一個維度上的張力要大于另外一個維度的張力。所述彎曲控制部件可 以設(shè)置成，允許所述膜支撐部件在平面內(nèi)的長軸方向上的位移大于短橫軸方向上的位移， 使其彌補張力在各項異性上的變化并且保持膜內(nèi)張力各向同性，或至少能夠降低表面張力 在兩個不同維度上的差值。
[0069] 在另一個實施例中，所述一個或多個彎曲控制部件可以包括多個彈簧件，每個彈 簧件的一端與所述膜支撐部件連接，其另一端連接到合適的約束邊界，例如組件的一個或 多個剛性或?qū)嵸|(zhì)剛性的固定部。在一些實施例中，所述約束邊界包括一剛性或?qū)嵸|(zhì)剛性的 環(huán)，所述環(huán)圍繞所述膜支撐部件設(shè)置。所述剛性環(huán)的形狀與所述支撐部件大體相同（但是 更大），或者也可以具有不同的形狀?？商鎿Q地，所述約束邊界可以包括外殼或類似的用于 容納所述組件的容器。
[0070] 所述彈簧件可以包括本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的任意適合的彈簧。在一些實施例中， 每個彈簧件可以包括一螺旋形盤簧。所述彈簧件與所述膜支撐部件以這樣的方式連接，在 與主彎曲軸線的垂直方向上提供一個恢復(fù)力，使得所述膜支撐部件在主彎曲軸線方向上自 由彎曲，而所述彈簧件控制所述膜支撐部件在主彎曲軸線的垂直平面內(nèi)的形變。所述膜支 撐部件邊緣的每個彈簧的彈性模量可以相同也可以不同，從而控制膜內(nèi)的表面張力。
[0071] 在另外一個可替換的實施例中，所述一個或多個彎曲控制部件可以包括多個與膜 支撐部件嚙合的導(dǎo)軌，用于約束所述膜支撐部件在組件驅(qū)動態(tài)下的移動，使其沿著所述導(dǎo) 軌以預(yù)定軌跡移動。因此，在一些實施例中，所述導(dǎo)軌可以包括數(shù)個銷，所述銷圍繞膜的外 緣設(shè)置，并且分別穿過膜支撐結(jié)構(gòu)內(nèi)的孔徑，從而允許所述膜支撐部件沿著銷滑動。可替換 地，所述導(dǎo)軌可以包括軌道，所述膜支撐部件可以設(shè)置有與導(dǎo)軌相配合并能夠在軌道中滑 動的滑塊。所述銷或軌道可以沿主彎曲軸線延伸。在一些實施例中，所述銷或軌道可以調(diào) 整成大體平行于主彎曲軸線，使所述膜支撐部件只能沿著主彎曲軸線方向移動。然而，在一 些實施例中，所述銷或軌道可以調(diào)整為相對主彎曲軸線傾斜，從而允許所述膜支撐部件在 驅(qū)動態(tài)下進行一定程度的平面內(nèi)移動，從而控制膜內(nèi)的張力，如上文所述。典型地，所述銷 或軌道被定向，使得在驅(qū)動態(tài)下，被連接至銷或軌道的環(huán)支撐部件，向內(nèi)移動從而減小膜上 的張力。
[0072] 在一個變體中，所述一個或多個彎曲控制部件可以包括多個可彎曲連桿，其一端 與所述膜支撐部件相附接，并且定向為大體平行主彎曲軸線的方向。每個連桿可以與一個 安裝部件可滑動嚙合，所述安裝部件固定安裝于所述組件的固定部。各自具有安裝部件的 每個連桿的交互嚙合允許所述連桿在主彎曲軸線方向上滑動。每個安裝部件包括一凸緣 部，所述凸緣部用于防止所述連桿在組件非驅(qū)動態(tài)下彎曲。在所述組件處于驅(qū)動態(tài)時，所述 連桿相對于其各自的安裝部件滑動，使得所述連桿的一端逐漸從凸緣部伸出，所述連桿伸 出的部分可以在垂直于主彎曲軸線方向的平面內(nèi)彎曲。因此，所述連桿和安裝部的交互嚙 合可以允許所述膜支撐部件在主彎曲軸線方向上按照需求自由移動，并且在組件被逐漸驅(qū) 動時，允許所述膜支撐部件在平面內(nèi)進行可控的移動。
[0073] 本發(fā)明提供的膜組件可以用于各種不同的應(yīng)用中，使此類應(yīng)用中的膜可以逐漸并 可控地形變從而提供一種具有預(yù)設(shè)形狀的表面。所述膜組件可以用于靜態(tài)應(yīng)用及動態(tài)應(yīng) 用。例如，所述膜組件可以用于提供一種聲學(xué)表面，如揚聲器的隔膜或其他聲換能器。所述 膜組件也可以應(yīng)用于光學(xué)領(lǐng)域，其中所述膜可以用于提供一種透鏡或鏡面，或兩者同時存 在。
[0074] 對于光學(xué)應(yīng)用，特別是組件中包括透鏡或其他用于傳輸光的設(shè)備，其位于視野內(nèi) 的組件的所有部分都應(yīng)該根據(jù)相關(guān)光譜范圍折射率相匹配。因此，在所述一個或多個彎曲 控制部件包括一個或多個設(shè)置于膜封閉區(qū)域內(nèi)的部件（如撐桿，控制桿，連桿機構(gòu)，磁盤， 等）時，這些部件應(yīng)該與流體折射率相匹配，使它們不可見或幾乎不可見。
[0075] 適合地，如上所述，所述膜被其上方的第一防護蓋板蓋住。對于光學(xué)應(yīng)用，所述前 蓋板可以為透明的；在一些實施例中，其包括一固定透鏡，如一固定焦距的透鏡。
[0076] 所述組件可以包括第二蓋板，其與流體填充封套的另一面并列。在一些實施例中， 該另一面可以包括第二可形變膜?？商鎿Q地，所述另一面可以具有恒定的形狀，例如平面。 而當(dāng)所述封套的另一面為彈性面時，可以在其上方設(shè)置第二蓋板對其進行保護，并且為所 述組件設(shè)置一個剛性外殼或大體為剛性的外殼。在一些實施例中，所述第二蓋板可以包括 一固定透鏡。在另外一個實施例中，所述第二蓋板可以形成所述封套的另一面。
[0077] 本發(fā)明的另一個目的是提供一種包括上述可變形膜的眼鏡。
[0078] 典型地，所述眼鏡可以包括具有鏡框的鏡架；所述可變形模組件可以安裝于所述 鏡框。
[0079] 以下參考本發(fā)明的實施例的附圖，僅通過示例進行描述。
[0080] 圖中：
[0081]圖1是從一副眼鏡的前上方看的透視圖，其包括裝配有兩個根據(jù)本發(fā)明第一實施 例的流體填充透鏡組件的邊框；
[0082] 圖2是從圖1所示的眼鏡的上方向其左手側(cè)的左方看的透視圖，示出了如何將根 據(jù)所述第一實施例的透鏡組件的其中一個裝配到所述邊框；
[0083] 圖3是圖2所示的其中一個透鏡組件在非驅(qū)動態(tài)下的前視圖；
[0084] 圖4是圖3所示的其中一個透鏡組件沿IV-IV線的截面圖；
[0085] 圖5是圖3所示的其中一個透鏡組件沿V-V線的截面圖；
[0086] 圖6是圖3所示的其中一個透鏡組件沿VI-VI的截面圖；
[0087]圖7是從所示的其中一個透鏡組件（沿圖3的VI-VI線剖切）的下方向其前方的 左側(cè)看的透視圖；
[0088] 圖8是本發(fā)明第一實施例的所示的其中一個透鏡組件的爆炸圖，示出了該組件的 組成部分；
[0089] 圖9是所示的其中一個透鏡組件的柔性膜及膜支撐環(huán)在驅(qū)動態(tài)下的前視圖，示出 了所述環(huán)的寬度如何圍繞所述膜的周邊變化，從而控制所述環(huán)的截面二次矩；包括有輪廓 線以指明驅(qū)動態(tài)下所述膜的曲率；
[0090] 圖10示出了圖9所示的膜和環(huán)在驅(qū)動態(tài)下被投影到半徑為R的想像的球上；
[0091] 圖11示出了圖4所示的其中一個透鏡組件在驅(qū)動態(tài)下的截面圖；
[0092] 圖12示出了圖5所示的其中一個透鏡組件在驅(qū)動態(tài)下的截面圖；
[0093] 圖13A示出了本發(fā)明第一實施例的其中一個透鏡組件的承載盤的前視圖，其被用 于控制所述膜支撐環(huán)在膜內(nèi)表面張力作用下的彎曲；
[0094] 圖13B示出了所示承載盤的第一種變體的前視圖，其可以在所述第一實施例中作 為替換；
[0095] 圖13C示出了所示承載盤的第二種變體的前視圖，其可以在所述第一實施例中作 為替換；
[0096] 圖13D示出了所示承載盤的第三種變體的前視圖，其可以在所述第一實施例中作 為替換；
[0097] 圖13E示出了從圖13D所示的承載盤的第三種變體的下方向其前方的右手側(cè)看的 透視圖；
[0098] 圖13F示出了所示承載盤的第四種變體的前視圖，其可以在所述第一實施例中作 為替換；
[0099] 圖13G示出了從圖13F所示的承載盤的第四種變體的下方向其前方的右手側(cè)看的 透視圖；
[0100] 圖14示出了根據(jù)本發(fā)明的第二實施例的另一膜組件的類似于圖4和圖11的截面 示意圖，其包括圖13C所示的承載盤的第二種變體；
[0101] 圖15是根據(jù)本發(fā)明的第三實施例的配置有彎曲控制撐桿的膜支撐環(huán)的前視圖；
[0102] 圖16是根據(jù)本發(fā)明的第四實施例的膜組件的前視圖；
[0103] 圖17A是圖16所示的膜組件在非驅(qū)動態(tài)下的側(cè)截面圖；
[0104] 圖17B是圖16所示的膜組件在驅(qū)動態(tài)下的側(cè)截面圖；
[0105] 圖18A是根據(jù)本發(fā)明的第五實施例的部分膜組件在非驅(qū)動態(tài)下的側(cè)截面圖；
[0106] 圖18B是根據(jù)本發(fā)明的第五實施例所示的部分膜組件在驅(qū)動態(tài)下的側(cè)截面圖；
[0107] 圖19是根據(jù)本發(fā)明的第六實施例的另一個膜組件的前視圖，其包括"外側(cè)"彎曲 控制連桿機構(gòu)；
[0108] 圖20A是圖19所示的膜組件在非驅(qū)動態(tài)下的側(cè)截面圖；
[0109] 圖20B是圖19所示的膜組件在驅(qū)動態(tài)下的側(cè)截面圖；
[0110] 圖21是根據(jù)本發(fā)明的第七實施例的膜組件的側(cè)截面圖，其包括"內(nèi)側(cè)"彎曲控制 連桿機構(gòu)；
[0111] 圖22A是根據(jù)本發(fā)明的第八實施例的另一種膜組件在非驅(qū)動態(tài)下的側(cè)截面圖，其 具有"內(nèi)側(cè)"彎曲控制連桿機構(gòu)；
[0112] 圖22B是根據(jù)本發(fā)明的第八實施例所示的膜組件在驅(qū)動態(tài)下的側(cè)截面圖；
[0113] 圖23是根據(jù)本發(fā)明的第九實施例的膜組件的側(cè)截面圖，其具有"外側(cè)"彎曲控制 連桿機構(gòu)；
[0114] 圖24是根據(jù)本發(fā)明的第十實施例的膜組件的前視圖，其具有"外側(cè)"彎曲控制彈 簧；
[0115] 圖25是根據(jù)本發(fā)明的第十一實施例的另一個透鏡組件的一部分的前視圖，其中 所述膜支撐環(huán)被設(shè)置成在多個周向間隔的銷上滑動，用以阻止所述環(huán)在膜內(nèi)表面張力下的 平面內(nèi)彎曲；
[0116] 圖26是圖25所示的透鏡組件在非驅(qū)動態(tài)下的側(cè)視圖；
[0117] 圖27是示出了將所述膜支撐環(huán)安裝到圖25和圖26所示的組件的所述銷上的放 大側(cè)視圖；
[0118] 圖28是本發(fā)明的第^^一個實施例的一種變體的放大側(cè)視圖，其中所述銷中的一 個或多個被設(shè)置成傾斜角度以控制所述膜支撐環(huán)的平面內(nèi)彎曲。
[0119]圖29是根據(jù)本發(fā)明的第十二個實施例的膜組件的一部分的前視圖，其中所述膜 支撐環(huán)被多個周向間隔的可彎曲懸桿支撐，用于控制所述環(huán)在所述膜內(nèi)的表面張力作用下 的平面內(nèi)彎曲；
[0120] 圖30是本發(fā)明的第十二個實施例所示的組件在非驅(qū)動態(tài)下的側(cè)截面圖；
[0121] 圖31A和圖31B是分別在驅(qū)動態(tài)下及非驅(qū)動態(tài)下的放大側(cè)面圖，示出了所述膜支 撐環(huán)與圖29和圖30所示的組件的所述桿之一的連接。
[0122] 如圖1所示，根據(jù)本發(fā)明的第一個實施例，一副眼鏡90包括具有兩個鏡框93和兩 個鏡腿94的鏡架92。兩個鏡框93通過連接橋95連接，每個鏡框的尺寸及形狀適用承載根 據(jù)本發(fā)明第一實施例的對應(yīng)的透鏡組件1，1'。其中的一個透鏡組件1用于眼鏡的左手側(cè)鏡 框內(nèi)，另外的透鏡組件1'用于右手側(cè)鏡框內(nèi)。每個鏡框93包括鏡框前輪廓部分93a，其與 連接橋95為一整體并與鏡腿連接；還包括獨立的鏡框后輪廓部分93b。如圖2所示，所述 鏡框前輪廓部分93a和后輪廓部分93b相配合組裝用于將相應(yīng)的透鏡組件1和1'嵌入并 固定在二者之間。所述鏡框前輪廓部分93a和后輪廓部分93b可以通過任何本領(lǐng)域技術(shù)人 員熟知的方法固定到一起。例如，可以通過配合螺孔97,可以接收安裝螺栓將所述前輪廓部 分和后輪廓部分固定到一起，并將透鏡組件1和1'緊固其中。
[0123] 如圖1所示，右手側(cè)透鏡組件1'和左手側(cè)透鏡組件1互相鏡像，它們的結(jié)構(gòu)是相 同的。下文僅描述左手側(cè)透鏡組件1，但應(yīng)當(dāng)理解，右手側(cè)組件1'的結(jié)構(gòu)及操作實質(zhì)是相同 的。
[0124] 如圖3和圖9所示，在本實施例中，左手側(cè)透鏡組件1大體上為一矩形，具有兩個 相對的長邊3和5以及兩個短邊7和9,其設(shè)計成與邊框92相配合，如前文所述，但是應(yīng)當(dāng) 說明的是，本實施例所示的只是透鏡組件的一種合適的形狀，本發(fā)明中所述的可變形膜組 件，如透鏡組件，可以具有很多不同的形狀。本發(fā)明尤其適用于非圓形的設(shè)計，如圖3和圖9 所示，但是本發(fā)明的教導(dǎo)同樣適用于圓形透鏡和其他利用可變形膜提供具有預(yù)設(shè)形狀的表 面的設(shè)備。
[0125] 如圖5-8所示，本發(fā)明第一個實施例所述的透鏡組件1包括透明前蓋板4,透明后 蓋板16和扣環(huán)6,所述扣環(huán)6用于將透鏡組件1的各個部分保持在一起，并將前蓋板4和后 蓋板6在前-后軸（如圖8所示的z軸）方向上間隔開。
[0126] 前蓋板4可以為玻璃或者其他合適的透明聚合材料。在本實施例的透鏡組件1中， 前蓋板4的厚度大約為1. 5_，但是其厚度是可以改變的。在一些實施例中，前蓋板4可以 包括一固定光焦度的透鏡，例如單視覺（單倍率），多焦點（兩個或更多倍率），漸進地（梯 度倍率），甚至可調(diào)節(jié)元素。如圖4所示，在本實施例中，前蓋板4為平-凸形。
[0127] 后蓋板16包括正面17和背面14,其可以由玻璃或者其他透明聚合物制成。在本 實施例中，所述后蓋板16的厚度大約為1. 5mm，但是其厚度根據(jù)需要是可變的。在一些實施 例中，與前蓋板4 一樣，所述后蓋板16可以形成一個固定光焦度的鏡片。在本實施例中，如 圖4所示，所述后蓋板為一凹凸鏡片。
[0128] 如圖8所示，所述扣環(huán)6包括一向前延伸的側(cè)壁13,所述側(cè)壁13具有內(nèi)表面23， 所述側(cè)壁13終止于前表面15。在透鏡組件1的短邊7上，所述扣環(huán)6具有如圖7和圖8所 示的狹槽25,所述狹槽沿所述前-后方向延伸。如圖6所示，所述扣環(huán)6的內(nèi)表面23具有 周向向內(nèi)延伸的后凸緣34，并且向外呈階梯至前表面15,從而形成周向的臺肩36,其形狀 將在下面進一步詳述。所述后凸緣34設(shè)置于所述扣環(huán)的后面附近；所述后蓋板16設(shè)置于 后凸緣34上，所述前蓋板4坐落在扣環(huán)6的前表面15并與其相結(jié)合，使得透鏡組件1構(gòu)成 一具有內(nèi)腔的密封單兀。
[0129] 如圖6所示，扣環(huán)6的形狀和尺寸被設(shè)計成使其與后輪廓部分93b緊密結(jié)合，使得 當(dāng)透鏡組件1嵌入前輪廓部分93a和后輪廓部分93b之間時能夠保持穩(wěn)定而不會晃動。因 此，所述扣環(huán)6為透鏡組件1的可移動部分提供了一個穩(wěn)定的固定支架，如下述。
[0130] 在所述透鏡組件1的另一個短邊9上的兩個間隔點?1, ?2處，所述扣環(huán)6的內(nèi)表 面23-體形成了小嚙合環(huán)構(gòu)件39,被中間臺肩36前向隔開，如圖4所示。可替換地，可以 在長邊3和長邊5靠近短邊9上設(shè)置一個或多個這類構(gòu)件。
[0131] 在內(nèi)腔里，所述透鏡組件1容納有盤狀部件12,所述盤狀部件12包括彈性側(cè)壁 18,后壁19和前側(cè)密封凸緣20。在本實施例中，所述盤狀部件12由杜邦公司的透明聚酯薄 膜制成（雙軸向聚對苯二甲酸乙二醇酯），其厚度約6 y，而其他合適的用于制造盤狀部件 的材料同樣適用且厚度可以進行相應(yīng)的調(diào)整。所述盤狀部件12的后壁19與所述后蓋板16 的前表面17連續(xù)相結(jié)合。為達到這個目的，可以使用透明壓敏膠粘劑（PSA)，如3MK 8211。 在本實施例中使用了厚度約為25 y的PSA層，然而其厚度可以根據(jù)需要進行調(diào)整。
[0132] 所述盤狀部件12的側(cè)壁18從后壁19向前方延伸，位于扣環(huán)6側(cè)壁13的內(nèi)表面 23上的臺肩36和盤狀部件12的側(cè)壁18的形狀尺寸進行配置，使在構(gòu)件39附近的盤狀部 件的前側(cè)密封凸緣20部分支撐于所述臺肩上，同時所述側(cè)壁12的其他部位設(shè)立于臺肩36 之外，使臺肩36和密封凸緣20之間存在一自由空間。在本實施例中，所述盤狀部件12的 側(cè)壁18在前-后方向上的高度大致相同，并且位于扣環(huán)6的側(cè)壁13的內(nèi)表面23上的臺肩 36從組件的短邊9至短邊7向后傾斜。這種排布方式允許盤狀部件在驅(qū)動態(tài)下可以在短邊 7區(qū)域內(nèi)被壓縮，下面將對其進行詳述。
[0133] 所述盤狀部件12的前側(cè)密封凸緣20與透明隔片的后表面相結(jié)合，所述透明隔片 包括作為彎曲控制部件應(yīng)用的盤24,下文將進一步詳述。在本實施例中，如圖13A所示，盤 24包括一聚碳酸酯平板，其厚度約為0. 5mm，也可以使用具有下文所述必要性能的其他適 當(dāng)?shù)目商鎿Q的材料。與透鏡組件1的短邊7并列處，所述透明盤24包括一突出片26,其與 扣環(huán)6的側(cè)壁13上的狹槽25相配合。如圖13A所示，所述透明盤24設(shè)置有多個孔徑32a 和32b ;本實施例中具有兩個上述孔徑，其中一個相鄰于透鏡組件1的短邊7,另外一個相鄰 于短邊9。設(shè)置孔徑32a和32b的目的下面將進行詳述。所述孔徑32a和32b的精確數(shù)量， 尺寸和排布方式可以根據(jù)需要進行改變，例如，可以在透明盤24上設(shè)置多個間隔開的較小 的孔徑。在本實施例中，盤狀結(jié)構(gòu)12與透明盤24的后表面之間利用Loctite;l' 3555黏合劑 密封黏結(jié)，當(dāng)然也可以用本領(lǐng)域人員熟知的其它黏合劑。
[0134] 所述透明盤24的前表面與膜部件密封在一起，所述膜部件包括一透明無孔的彈 性膜8,所述彈性膜夾在一對有彈性的可彎曲膜支撐環(huán)之間，所述支撐環(huán)包括前環(huán)2和后環(huán) 10。如圖6和圖7所示，所述前環(huán)2和后環(huán)10的幾何結(jié)構(gòu)大致相同，并且其大小使其能夠 存在于扣環(huán)的內(nèi)腔內(nèi)。在本實施例中，所述前環(huán)2和后環(huán)10由同一塊不銹鋼板上裁剪，并 且其厚度約為〇. 3_，當(dāng)然也可以使用其他材料，其厚度相應(yīng)進行調(diào)整以提供所需的剛性。
[0135] 圖9中更詳細地示出了前環(huán)2和后環(huán)10形狀。如圖所示，前環(huán)2和后環(huán)10的寬 度在x-y平面內(nèi)圍繞著透鏡組件1的外緣變化，使前環(huán)2和后環(huán)10的抗彎強度以一預(yù)設(shè)方 式在其范圍內(nèi)進行變化。這種設(shè)計是為了當(dāng)透鏡組件1處于驅(qū)動態(tài)時所述前環(huán)2和后環(huán)10 彎曲可以控制彈性膜8的形變，從而控制鏡片的倍率，下文將詳述。
[0136] 在本實施例中，所述前環(huán)2和后環(huán)10具有相同的厚度，但是在其它實施例中，它們 可以具有不同的厚度。例如，前環(huán)2的厚度可以為0. 4-0. 5mm,同時后環(huán)10的厚度可以為 0. 025-0. 05mm。所述后環(huán)8還用于將膜8和盤24間隔開。無論前環(huán)2和后環(huán)10是否具有 相同的厚度，當(dāng)膜8被張緊時，它們都應(yīng)該共同作用以平衡施加在環(huán)2,10上的扭轉(zhuǎn)力，可選 地結(jié)合透明盤24,下文將詳述。在一些實施例中，盤24的抗彎剛度足以平衡上述扭轉(zhuǎn)力，此 時所述后環(huán)10的厚度可以比前環(huán)2的厚度薄，甚至可以省去后環(huán)。在省去后環(huán)的情況下， 所述盤24在其前表面上包括一外緣臺階或類似結(jié)構(gòu)，從而使盤24和膜8間隔開。
[0137] 環(huán)2和環(huán)10設(shè)置有突出片26,其與透明盤24上對應(yīng)的突出片26相對齊。
[0138] 在本實施例中，所述膜8由聚對苯二甲酸乙二醇酯（如Mylar?)制成，其厚度約為 0. 5mm，當(dāng)然根據(jù)需要可以使用具有適當(dāng)彈性模量的的替代材料。例如，所述膜8的制作材 料可以包括聚合物，硅橡膠（如聚二甲基硅氧烷），熱塑性聚氨酯（如Tuftane?)，偏二氯乙 烯聚合物（如SaranO或合適厚度的玻璃。
[0139] 所述膜8被預(yù)張緊至應(yīng)變達到約5%，并且其與上述環(huán)結(jié)合在一起，使其邊緣可以 得到穩(wěn)定的支撐，如圖4_7, 9及10所不。在本實施例中，所述膜8利用黏合劑Loctite" 3555 與前環(huán)2和后環(huán)10黏結(jié)在一起。所述膜8至少要與后環(huán)10形成密封。
[0140] 如圖4,6和7所示，所述前環(huán)2沿著其短邊7和9分別與兩個加強筋3a和3b相 結(jié)合，所述加強筋用于改變膜部件在該區(qū)域內(nèi)的抗彎剛度。與透鏡組件1的短邊7并列的 所述加強筋3a上形成有突出片26,該突出片與形成在前環(huán)2,后環(huán)10以及透明盤24上的 突出片對齊。
[0141] 在扣環(huán)6的內(nèi)表面上的所述臺肩36和構(gòu)件39之間的間隙，使疊置的盤24,前環(huán)2 和后環(huán)10,膜8以及透鏡組件1的短邊9上的加強筋3b緊密的配合于扣環(huán)6的內(nèi)表面23 上的嚙合環(huán)構(gòu)件39下方，從而阻止所述膜部件在? 1，?2處來回晃動。如上所述，在透鏡 組件1的短邊7處以及沿著長邊3和長邊5,至少靠近該短邊，所述盤24,前環(huán)2和后環(huán)10 以及夾在其中的膜8可以在z軸方向上在臺肩36和前蓋板4之間的空隙內(nèi)自由移動。
[0142] 所述嚙合環(huán)機構(gòu)39因此用于將膜部分鉸接至短邊9對齊的扣環(huán)。在加強筋3a， 前環(huán)2和后環(huán)10以及透明隔片24上形成的對齊的突出片26設(shè)置有間隔緊密的孔28a和 28b用于與可操作驅(qū)動設(shè)備（未示出）連接，所述驅(qū)動設(shè)備安裝于眼鏡90上用于使膜部分 在前-后方向在短邊7上相對于扣環(huán)6運動，所述扣環(huán)6內(nèi)的狹槽25允許此運動。因此， 如圖10所示，孔28a和28b定義了驅(qū)動點?。所述膜部分在Z軸方向上在驅(qū)動點?上的位 移使與組件1短邊7對齊的膜部件可以相對于盤狀部件12的后壁19前后移動，盤狀部件 由扣環(huán)6穩(wěn)定保持，同時所述膜部件相對于后壁19上的位置?1,?2(其被用做鉸接點） 固定不動。所述前環(huán)2和外環(huán)10可以在臺肩36的間隙內(nèi)自由"浮動"，在嚙合環(huán)機構(gòu)39和 臺肩36之間被壓緊，在驅(qū)動點?進行可控的移動。
[0143]任何本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的適用的驅(qū)動設(shè)備均可以用于有選擇地相對扣環(huán)6在 非驅(qū)動位置和全驅(qū)動位置之間移動驅(qū)動點?處的膜部件，所述非驅(qū)動位置如圖4-7所示，此 時前環(huán)2和后環(huán)10以及膜8大致處于x-y平面內(nèi)。所述驅(qū)動設(shè)備可以為手動操作也可以 為自動操作，其應(yīng)該包括一適當(dāng)?shù)膰Ш檄h(huán)連桿機構(gòu)，用于通過突出片26將驅(qū)動設(shè)備和膜部 件連接，從而在前-后方向上，在驅(qū)動點?處驅(qū)動所述膜部件。所述驅(qū)動設(shè)備可以用于連續(xù) 移動處于非驅(qū)動態(tài)下和驅(qū)動態(tài)下的膜部件，或用于所述膜部件僅在多個預(yù)設(shè)的相互間隔位 置間移動。所述驅(qū)動設(shè)備可以簡便地設(shè)置于眼鏡90的連接橋94內(nèi)，或設(shè)置于一個或兩個 鏡框93內(nèi)。每個透鏡組件1，1'的單獨的驅(qū)動設(shè)備可以各自設(shè)置于鏡框93內(nèi)。所述設(shè)備 可以有選擇的連接從而為透鏡組件1和1'提供同步驅(qū)動。應(yīng)當(dāng)了解到，所述驅(qū)動設(shè)備施加 的力作用于膜部件上，并且穿過所述機構(gòu)39而反作用于所述扣環(huán)6(其中，所述扣環(huán)6固定 安裝在眼鏡90的框架92內(nèi)），從而選擇性的使所述膜支撐部件和組件相對于扣環(huán)6移動。 所述驅(qū)動設(shè)備在本文中不進行進一步詳述，然而一般地其可以為機械設(shè)備、電力驅(qū)動設(shè)備 或磁力驅(qū)動設(shè)備，和/或由相變材料制成，例如形狀記憶合金（SMA)，蠟或電子激活聚合物。
[0144] 扣環(huán)6的側(cè)壁13的尺寸使得裝配時，前蓋板4由前環(huán)2和加強筋3a和3b向前間 隔開，如圖4, 5, 11和12所示，從而使膜8可以在驅(qū)動態(tài)下向前膨脹而不會撞擊到前蓋板4， 如下文所述。
[0145]所述盤狀部件12,膜8,后支撐環(huán)10和隔片24 -起限定密封內(nèi)腔22,其內(nèi)充滿了 透明流體。在本實施例中，所述內(nèi)腔2充滿了透明油11。在本實施例中使用了DowCorning% DC 705硅油（分子量為546. 88的1，3, 5-三甲基-1，1，3, 5, 5-五苯基三硅二氧烷），然而 也可以選擇其它合適的無色油，特別是具有高折射率的硅氧烷油，有大量的生產(chǎn)商生產(chǎn)。所 述油11的選擇應(yīng)該遵循萬一泄露時不損害佩戴者的眼鏡的原則。對于非光學(xué)應(yīng)用，可以不 考慮這方面的應(yīng)用。
[0146]所述內(nèi)腔22 -般不能被填充的過滿，使得在非驅(qū)動態(tài)下，所述膜8如上所述保持 平面狀態(tài)，為所述膜設(shè)定一基準(zhǔn)面D，如圖10所示，在膜8上施加預(yù)張力用于拉伸膜，以降低 由于溫度變化、重力作用或油11在組件1運動時產(chǎn)生的慣性等作用下產(chǎn)生的褶皺或下垂現(xiàn) 象。如上所述，所述透明隔片24設(shè)置有孔徑32a和32b，從而允許流體能夠在透明隔片24 的前后之間來回流動，下面將進行詳述。
[0147]盡管在本實施例中，所述膜8在非驅(qū)動態(tài)下處于平面狀態(tài)，在其他實施例中，所述 膜8在非驅(qū)動態(tài)下可以為一凸面（或凹面），并且在驅(qū)動態(tài)下可以為平面。在此類實施例 中，所述膜平面在驅(qū)動態(tài)下可以方便的用于限定一個參考基準(zhǔn)面D，用于測量前環(huán)2和后環(huán) 10或其他支撐件在z軸上的位移。而在另外的可替換實施例中，可以通過配置所述組件使 其在應(yīng)用中不是平面，也可以是一個理論上的平面，這是其所允許移動（在驅(qū)動或非驅(qū)動 方向上運動）的外推。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該了解到，理論平面狀態(tài)可以用于為膜定義基準(zhǔn) 面，甚至在實際非驅(qū)動態(tài)下所述膜已經(jīng)存在一定的彎曲度。
[0148] 所述油11用于從其內(nèi)部支撐所述盤狀結(jié)構(gòu)12,特別地用于強化彈性側(cè)壁18,防止 其由于自身重量或重力效應(yīng)而塌陷。因此所述流體填充的內(nèi)腔22形成了墊，類似具有彈性 的可壓縮的封套。
[0149] 在本實施例中，透明油11，以及用于制作后蓋板16、盤狀部件12、用于黏結(jié)盤狀部 件12的后壁19和后蓋板16的前表面17的壓敏黏合劑、透明隔片24及膜8的材料，其彼 此間的折射率盡可能接近。在內(nèi)腔22填充如透明油11后，所述膜8和后蓋板16的后表 面形成了可調(diào)節(jié)鏡片的相對的光學(xué)表面。如上所述，本實施例中的后蓋板16是凹凸透鏡 (menicus) 〇
[0150] 在非驅(qū)動態(tài)下，所述膜為平面，所述后蓋板16為鏡片提供了一固定的光學(xué)倍率， 膜8為零增加。應(yīng)當(dāng)理解的是，對于非光學(xué)應(yīng)用，流體以及組件的其它部件不需要為透明 的，可以為不透明的或半透明的。
[0151] 應(yīng)當(dāng)理解的是，本發(fā)明中所使用的材料和尺寸并不僅僅限于本實施例，本實施例 僅僅作為舉例說明使用。任何不同類型適用于盤狀部件12的材料應(yīng)該具有光學(xué)清晰，綜合 剛度小于前環(huán)2和后環(huán)10,與透明隔片24可連接的特點?？蛇x用的不同類型的粘結(jié)劑能夠 具有持久黏結(jié)該組件的部件，抗蠕變，在有流體出現(xiàn)時具有一定的粘度并保持一定的惰性 等特點。特別地，粘結(jié)劑可以根據(jù)不同部件的材料進行選擇。
[0152] 處于運行狀態(tài)的驅(qū)動設(shè)備，施力于膜部件的突出片26上，使其滑入狹槽25內(nèi)，使 位于透鏡組件1的短邊7上的膜部件可以從其處于非驅(qū)動態(tài)時候的位置相對于扣環(huán)6向前 或向后運動，從而使內(nèi)腔22能夠膨脹或壓縮，導(dǎo)致內(nèi)腔22內(nèi)的流體壓力相應(yīng)降低或增加。 所述盤狀部件12的側(cè)壁18為彈性壁使其能夠允許上述運動。在本實施例中，透鏡組件1 被設(shè)計用于使膜部件在驅(qū)動態(tài)下鄰近短邊7向后運動，從而進行壓縮以增加內(nèi)腔22內(nèi)的流 體壓力。增加的流體壓力使彈性膜8膨脹并以凸的形式向前凸，如圖11和12所示，從而增 加膜的曲率以及鏡片膜8和后蓋板16的后表面14間的光學(xué)厚度，并且正向增加后蓋板16 的固定的凹凸透鏡的光學(xué)倍率。
[0153] 應(yīng)當(dāng)理解的是在其它實施例中，例如圖16-17所示的第四實施例，驅(qū)動設(shè)備能夠 用來使部件從非驅(qū)動態(tài)位置向前運動，從而降低內(nèi)腔22里面的流體壓力，導(dǎo)致膜8以凹面 形式向內(nèi)膨脹，從而與后蓋板16的后表面14相結(jié)合，此復(fù)合鏡片可以為兩面凹的，盡管在 本實施例中，在向后的方向上的最大曲率會受限于膜8和透明隔片24間的間隙。膜8的曲 率越大，其提供的附加的光學(xué)倍率（正向或負向）也越大。在類似的實施例中，所述盤狀部 件12的彈性側(cè)壁18在非驅(qū)動態(tài)位置時被壓縮，當(dāng)處于驅(qū)動態(tài)時會膨脹。
[0154] 當(dāng)作為透鏡組件使用時，所述膜8在驅(qū)動態(tài)時需要進行球形形變，或根據(jù)下述預(yù) 設(shè)形狀進行形變。對于包括有本發(fā)明所述的可變形膜組件的不同的光學(xué)應(yīng)用或非光學(xué)應(yīng)用 而言，需要不同的預(yù)設(shè)形狀。由于膜8不是圓形，所述膜支撐環(huán)2和10在組件處于驅(qū)動態(tài) 時進行彎曲，使其能夠在垂直于基準(zhǔn)面的z軸上進行偏轉(zhuǎn)，從而使膜在向預(yù)設(shè)形狀膨脹時， 能夠控制其形狀。特別地，當(dāng)膜8的形狀為預(yù)設(shè)形狀時，所述膜支撐環(huán)2和10必須進行彎 曲使其與膜8的邊緣輪廓相匹配。如果膜支撐環(huán)2和10的彈性不夠或不能正確彎曲，則在 透鏡組件1處于驅(qū)動狀態(tài)時，膜8的邊緣將不會與膜8的預(yù)設(shè)形狀相配合，結(jié)果導(dǎo)致膜8的 整體形狀扭曲。
[0155] 圖10示出了本實施例中的膜8的邊緣輪廓。當(dāng)透鏡組件1處于驅(qū)動態(tài)時，為膜8 給出了一大體上沒有扭曲的球狀形式，該球形輪廓和其位于頂點的光學(xué)中心0C在圖9和圖 10中用長虛線標(biāo)出。在圖10的下半部分中，用實線標(biāo)出了所述膜投射到一理論球上的結(jié) 果，所述理論球在圖中用短虛線表示。通過對比，所述膜在其平面非驅(qū)動態(tài)下的投射同樣在 圖10下半部分的圖中用點劃線標(biāo)出。所述膜在其非驅(qū)動態(tài)下的平面代表了用于描述本實 施例中膜組件1驅(qū)動態(tài)的基準(zhǔn)面D。如果膜8為圓形，并且所述膜8需要在驅(qū)動態(tài)下進行球 形形變，那么，由于所述膜8的邊緣在非驅(qū)動態(tài)位置和完全驅(qū)動態(tài)位置之間始終保持圓形 和平面狀態(tài)，所以所述膜支撐環(huán)2和10需要為剛性環(huán)。然而，對于本實施例中的透鏡組件 1的膜8的球形形變而言，所述膜支撐環(huán)2和10必須如圖10所示的在驅(qū)動態(tài)時彎曲，從而 防止膜的形狀扭曲。所述彎曲應(yīng)該沿著長邊3和5進行彎曲。
[0156] 為了使膜支撐環(huán)2和10達到期望的彎曲效果，它們的彈性必須足夠好使它們能夠 彎曲到預(yù)期的輪廓，它們的抗彎剛度在其范圍內(nèi)進行改變，使得在透鏡組件1動態(tài)時增加 的膜8的表面張力作用下，環(huán)2和10在其范圍內(nèi)不一致地響應(yīng)，使其以預(yù)設(shè)方式彎曲。在 本實施例中，通過改變環(huán)2和10的寬度來改變其抗彎剛度，如上文所述，參考圖9。
[0157] 為了獲得希望的彎曲剛度的變化所要求的所述膜支撐環(huán)2和10的寬度的實際變 化，如上所述，可以通過PCT/GB2012/051426公開的有限元分析法（FEA)進行計算。對于準(zhǔn) 靜態(tài)或低頻光學(xué)應(yīng)用或其他應(yīng)用而言，可以使用靜態(tài)FEA進行分析。然而，在另外一些實 施例中，例如一些聲學(xué)應(yīng)用中，動態(tài)FEA分析更佳。對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說，無論是動態(tài) FEA分析還是靜態(tài)FEA分析，均可以利用電腦進行大量計算，將選擇好的參數(shù)輸入電腦來計 算在驅(qū)動點? (如圖10所示）處施加的力F的增加所引起的膜的形狀。所述元件的形狀 可以根據(jù)計算結(jié)果進行選擇。對于本實施例中的膜支撐環(huán)2和10的設(shè)計，四面體形狀是適 當(dāng)?shù)?。需要輸入電腦的參數(shù)包括膜支撐環(huán)2和10的幾何結(jié)構(gòu)，膜8的幾何結(jié)構(gòu)，膜8的彈 性模量，環(huán)2和10的彈性模量，包括環(huán)的彈性模量的沿環(huán)的變化（可以通過經(jīng)驗限定或通 過適當(dāng)?shù)墓接嬎悖?，盤24的彈性模量，各個部分的預(yù)張力值，溫度及其它環(huán)境因子。所述 FEA程序定義了在驅(qū)動點@對膜支撐環(huán)施加負載時，施加在膜8上的壓力是如何增加的。
[0158] 為了精確設(shè)計膜支撐環(huán)2和10用于光學(xué)應(yīng)用，F(xiàn)EA分析的輸出近似于通過一個或 多個澤尼克多項式Z n~所限定膜的期望形狀。在本實施例中，使用了一個球形澤尼克函數(shù)， 但是如果需要，也可以使用高階球面函數(shù)建立一個由一系列澤尼克函數(shù)之和計算的形狀。
[0159] 所述FEA的輸出與膜8上所選擇的澤尼克函數(shù)有關(guān)，從而觀察FEA的輸出結(jié)果是 否接近于所選擇函數(shù)限定的期望形狀。根據(jù)FEA輸出的效果和選擇的函數(shù)彼此相關(guān)的程 度，所述鏡片的參數(shù)可以進行相應(yīng)調(diào)整，使下次迭代達到更好的匹配效果。通過觀察FEA計 算的模擬的膜8形變是否近似于所選澤尼克多項式函數(shù)描述的所期望的形狀，本領(lǐng)域技術(shù) 人員可以判斷所選支撐環(huán)1，10的參數(shù)如何?？梢詻Q定膜支撐環(huán)的哪個區(qū)域需要調(diào)整（或 哪些其它參數(shù)需要進行調(diào)整），從而改進FEA輸出和所選擇的接近預(yù)設(shè)形狀的函數(shù)的相關(guān) 性。
[0160] 上述迭代過程可以在多個不同的鏡片倍率下實施，使得鏡片可以被設(shè)計成其倍率 隨著膜支撐環(huán)2和10的形變（和驅(qū)動點@施加的力）而變化。所述膜支撐環(huán)2和10可以 被設(shè)計成可以在z軸上偏轉(zhuǎn)并根據(jù)需要的鏡片倍率調(diào)整進行可變的彎曲。所述膜支撐環(huán)2 和10在垂直于透鏡組件1的z軸的x-y平面內(nèi)寬度的變化，可以根據(jù)不同的鏡片形狀在其 范圍內(nèi)進行調(diào)整，并考慮相對于期望光學(xué)中心0C的鉸接點?1，?2以及驅(qū)動點?。
[0161] 一旦膜8形狀的由FEA如上文所述已經(jīng)計算出時，所述膜8作為光學(xué)鏡片表面的 光學(xué)性能可以由合適的光學(xué)射線追蹤軟件結(jié)合計算好的膜形狀決定（如華盛頓，雷德蒙 Radiant Zemax, LLC 生產(chǎn)的光學(xué)軟件 Zemax?)。
[0162] 當(dāng)處于驅(qū)動態(tài)時，由于膜支撐環(huán)2和10的輪廓必須符合膜8預(yù)設(shè)形狀下的邊緣輪 廓，用于固定膜支撐環(huán)2和10的鉸接點? 1，?2處需要被選擇與環(huán)2, 20在組件1動態(tài)時 相對平面基準(zhǔn)面D不發(fā)生移動的點對應(yīng)。為了防止膜的形狀在驅(qū)動態(tài)下發(fā)生扭曲，理論上 所述鉸接點? 1, ?2應(yīng)該設(shè)置于一個相對于如圖10所示的光學(xué)中心0C的單獨的圓形輪 廓上，然而在實際應(yīng)用中，在膜的最終形狀未發(fā)生過度扭曲時，所述鉸接點? 1 , ?2的位置 可以稍微偏離上述輪廓。在本實施例中，有兩個鉸接點?1，?2,但是在一些其它實施例中 可以有更多的鉸接點，相對于光學(xué)中心，設(shè)置于或接近于同一輪廓上，下方所述的就是有至 少三個鉸接點的情況。
[0163] 類似地，可以選擇驅(qū)動點，其中所述環(huán)2和10在該處通過驅(qū)動設(shè)備沿z軸方向主 動移動而對內(nèi)腔22的壓縮，使得在驅(qū)動點?處的環(huán)2和10在非驅(qū)動態(tài)位置和全驅(qū)動態(tài)位 置之間的每個位置的實際位移量與驅(qū)動點?處膜8的邊緣需要與膜8的預(yù)設(shè)形狀的輪廓相 同所需的環(huán)2和10位移量相同或大致相同。在本實施例中，只提供了一個驅(qū)動點?，在其 他一些實施例中可以根據(jù)膜的邊緣輪廓需要達到的預(yù)設(shè)形狀的復(fù)雜度，相應(yīng)設(shè)置多個驅(qū)動 點。
[0164] 如驅(qū)動點和鉸接點等控制點位置（環(huán)2和10的受力點）的設(shè)計原則公開在優(yōu)先 權(quán)文件PCT/GB2012/051426里，其內(nèi)容通過引用并入本文。然而通常地，至少3個控制點限 定膜8平面，并且環(huán)2和10上每個點處或其附近應(yīng)當(dāng)為控制點，其中，使所述環(huán)2和10根 據(jù)膜8的形變生成預(yù)定形狀的環(huán)的外形在兩個相鄰點之間的控制點沿著施加的力的方向 出現(xiàn)轉(zhuǎn)折點，而該兩個相鄰點處，環(huán)的外形出現(xiàn)反方向的拐點或轉(zhuǎn)折點。
[0165] 在本實施例中，環(huán)2和10的短邊7大致遵循膜8的其中一個圓形輪廓，并且?guī)缀?不需要沿其長度進行彎曲。事實上，在本實施例中，加強筋3a用于強化所述環(huán)2和10的短 邊7,使驅(qū)動點?能夠大致沿短邊7設(shè)置，并且允許在驅(qū)動態(tài)下使膜8的形狀存在較小的變 形。
[0166] 如上所述，所述膜支撐環(huán)2和10在透鏡組件1的驅(qū)動態(tài)時必須沿z軸方向彎曲。 所述支撐環(huán)2和10的彈性足夠大從而允許其隨著膜8驅(qū)動態(tài)下隨著膜表面張力的不斷增 加進行相應(yīng)的彎曲，并且以預(yù)設(shè)方式進行彎曲，從而控制驅(qū)動態(tài)下膜8的形狀。所述彈性支 撐膜2和10很容易發(fā)生不可控彎曲，所以為了維持膜的形狀不失真，應(yīng)該避免上述情況的 發(fā)生。特別地，盡管所述支撐環(huán)用于在驅(qū)動態(tài)下相對于基準(zhǔn)面D彎曲，它們同樣易于進行平 面內(nèi)彎曲，甚至在組件處于非驅(qū)動態(tài)時。根據(jù)本發(fā)明，此平面內(nèi)彎曲是受控的。
[0167] 如上所述，本實施例的膜8在非驅(qū)動態(tài)下在支撐環(huán)2和10上受到的預(yù)張力達到大 約5%，用于降低或消除膜的下垂或褶皺。在一些實施例中，可以根據(jù)需要使用更大的預(yù)張 力，例如達到10 %，15 %，甚至20 %。所述預(yù)張力作用于支撐環(huán)2和10上，并且在沒有支撐 的情況下，所述環(huán)很容易在平面內(nèi)進行不可控制的彎曲。進一步地，在膜組件1處于驅(qū)動態(tài) 下時，內(nèi)腔22內(nèi)的流體11的壓力改變，導(dǎo)致膜8開始膨脹。因此，所述膜8的表面張力增 力口，從而在支撐環(huán)2和10上施加額外的力，增加了支撐環(huán)2和10的形狀變形的風(fēng)險。
[0168] 本發(fā)明所述的第一實施例的透鏡組件中，透明盤24用于支撐膜部件。在膜組件1 處于驅(qū)動態(tài)時，所述支撐盤24的彈性足夠大，并與膜支撐環(huán)2和10在z軸方向上相對于基 準(zhǔn)面D彎曲。其還用于阻止環(huán)2和10在x軸或y軸方向上發(fā)生平面內(nèi)彎曲。所述盤24用 于增加環(huán)2和10在x-y平面內(nèi)的剛度，但是不明顯增加環(huán)在z軸方向上的平面外剛度，從 而允許環(huán)在z軸方向上相對于基準(zhǔn)面偏轉(zhuǎn)以獲得期望的輪廓，從而形成膜8在驅(qū)動態(tài)下的 預(yù)設(shè)形狀。通過增加環(huán)2和10在x-y平面上的剛度，可以加強環(huán)2和10對抗在驅(qū)動態(tài)和 非驅(qū)動態(tài)下作用于環(huán)上的膜8內(nèi)的表面張力的影響下在x-y平面內(nèi)的彎曲或其它形變。
[0169] 在本實施例中，所述支撐盤24由聚碳酸酯制作，但在一些其它實施例中，所述隔 片還可以由合適的纖維材料制成，由于纖維取向，其在x-y平面內(nèi)具有適當(dāng)?shù)膭偠?，但在z 軸方向上幾乎沒有剛度。
[0170] 本實施例的盤24具有大致統(tǒng)一的平面內(nèi)剛度。但在一些實施例中會使用隔片，其 N-S方向上的剛度大于E-W方向上的剛度，此具有方向的剛度可以用于補償膜8在驅(qū)動態(tài)下 不同的應(yīng)變。
[0171] 為了膜8達到符合要求的變形，所述膜8內(nèi)的表面張力應(yīng)該大致統(tǒng)一。對于光學(xué) 應(yīng)用，如本實施例所述的透鏡組件1，這是保證鏡片具有良好的光學(xué)性能的因素之一。在一 個實施例中的膜組件，其膜在x-y平面內(nèi)的一個維度的長度大于另外一個維度，也就是透 鏡組件1為矩形，為使驅(qū)動態(tài)下生成期望的膜形狀，支撐環(huán)2和10通常需要沿長邊的彎曲 程度大于沿短邊的彎曲程度。在本實施例中，如圖9所示，所述支撐環(huán)2和10沿E-W方向 上的在z軸上偏轉(zhuǎn)量多于沿N-S的方向上的偏轉(zhuǎn)量。上述支撐環(huán)2和10的不同的彎曲可 能對膜8內(nèi)的表面張力引入小程度的各向異性，由于膜8在E-W方向上的張力大于N-S上 的張力。然而，所述支撐盤24在z軸方向上尤其是E-W方向上彎曲，易于增加支撐環(huán)2和 10沿N-S方向上的平面外剛度。所述支撐環(huán)2和10沿E-W方向上的彎曲使其短邊7和9 靠近到一起，從而增強支撐環(huán)2和10剛度對抗沿N-S方向上向內(nèi)彎曲，從而減弱膜8在E-W 方向上的張力，同時維持膜8在N-S方向上的張力，從而平衡膜8在E-W方向上和N-S方向 上的表面張力。然而其效果不是很大，因為預(yù)張力明顯大于增加的驅(qū)動張力。并且在一些 實施例中，維持支撐盤在E-W方向和N-S方向上的平面外剛度統(tǒng)一更為可取。
[0172] 具有彈性側(cè)壁18的流體填充盤狀結(jié)構(gòu)12,及組件膜部分2, 8, 10形成了一具有類 似彈性墊的封套。通過驅(qū)動設(shè)備壓縮內(nèi)腔22,內(nèi)腔22的流體11的壓力相對于大氣壓力逐 漸增加，造成彈性膜8膨脹。類似地，在其它實施例中，所述內(nèi)腔22擴張使其內(nèi)部的流體壓 力相對于大氣壓力降低。通過在驅(qū)動點?釋放由驅(qū)動設(shè)備施加的力，所述組件自動彈性恢 復(fù)到非驅(qū)動態(tài)。
[0173] 圖13B示出了第一種變體支撐盤124,其可以替代上文所述的本發(fā)明第一實施例 的透鏡組件內(nèi)的支撐盤24。所述第一變體支撐盤124與支撐盤24具有相同外輪廓，使其能 夠替代組件1的內(nèi)腔的支撐盤24,所述內(nèi)腔由扣環(huán)6和前后蓋板4和16形成。所述第一變 體支撐盤124包括一用于通過上述方法與驅(qū)動設(shè)備嚙合的突出片126。然而，所述第一變體 支撐環(huán)124包括4個大孔徑132a，132b，132c，132d代替兩個小的孔徑32a和32b，其形狀 類似于鞋匠的刀（arbelos)，通常具有相鄰于支撐盤124的邊緣的三角形的開孔部T，以及 向支撐盤124的中心延伸的細長桿部S。如圖13B所示，每個孔徑132a，132b，132c和132d 分別設(shè)置于長邊3, 5和相鄰短邊7, 9之間的支撐盤124的相應(yīng)角。所述孔徑132a，132b， 132c和132d的總體形狀使第一變體支撐盤124通常具有"立體交叉"形狀。
[0174] 所述第一變體支撐盤124的制作材料及其厚度與圖13A所示的支撐盤24相同，但 是更大的孔徑132a，132b，132c和132d為第一變體支撐盤124在x軸和y軸方向上的彎曲 起到"減震"的作用，使其與支撐盤24不同，第一變體支撐盤124沿著E-W方向上的平面外 彎曲對支撐盤124的沿N-W方向上的抗彎剛度沒有明顯的影響。在一些實施例中，其可以 保證支撐盤與支撐環(huán)2, 10能夠保持平面外自由彎曲。
[0175] 圖13C示出了第二變體支撐盤224。所述第二變體支撐盤224形狀和尺寸也可以 被設(shè)計成使其能夠代替第一實施例中描述的透鏡組件1的支撐盤24,其包括突出片226。 所述第二變體支撐盤224包括一大中心孔徑232,使得第二變體支撐盤224大體上為環(huán)狀。 在本實施例中，第二變體支撐盤224具有大體一致的寬度W s，如圖13C所示。第二變體支撐 盤224的大中心孔徑232的作用與第一變體支撐盤124的四個大孔徑132a，132b，132c和 132d的作用相同，也就是在E-W方向上和N-S方向上對第二變體支撐盤224的彎曲具有減 震作用，從而使第二變體支撐盤224在組件1的動態(tài)下在z軸方向上的平面外抗彎剛度大 體一致。
[0176]圖14示出了本發(fā)明第二實施例的膜組件201的截面圖，其裝配有第二變體支撐盤 224。所述透鏡組件201包括扣環(huán)206 (其由前后兩部分207和208組成），前蓋板204和 后蓋板216。所述透鏡組件201的組成部分與上述第一實施例的透鏡組件1的組成部分相 同，其各組成部分的使用材料也相似，在此不再贅述。
[0177] 所述后蓋板216與扣環(huán)206的后部207的后表面相結(jié)合。所述前后兩部分207和 208結(jié)合在一起，所述前蓋板204與前部207結(jié)合形成一封閉單元。所述組件裝配在邊框部 293內(nèi)，與扣環(huán)206的前部207 -起，為前蓋板204形成嵌槽。
[0178] 所述膜組件201的前蓋板204和后蓋板216以及扣環(huán)206限定了一內(nèi)腔。所述內(nèi) 腔容納有彈性盤狀部件212,所述盤狀部件212具有彈性側(cè)壁218和后壁219。所述盤狀部 件212的后壁與后蓋板216的前表面217結(jié)合，盤狀部件212的側(cè)壁218具有前部密封凸 緣220,第二變體支撐盤224結(jié)合在其上。所述扣環(huán)206的兩部分限定了內(nèi)部臺肩236,所 述前部密封凸緣220在前向，與所述臺肩236間隔開。
[0179] 所述第二變體支撐盤224沿其外緣與彈性膜208的后表面相結(jié)合，形成了具有盤 狀部件212的密封內(nèi)腔222,所述內(nèi)腔222容納有流體211。所述膜208的前表面與可彎曲 膜支撐環(huán)202結(jié)合。第二實施例中的膜組件201只有一個膜支撐環(huán)202,所述膜208的后表 面直接與第二變體支撐盤224相結(jié)合，如前文所述。在一些實施例中（未示出），通過適當(dāng) 的間隔環(huán)將盤224與膜間隔開，從而允許流體在盤224和膜208之間流過，流經(jīng)整個膜，從 而防止所述膜從盤224上剝離。然而，應(yīng)該了解的是第二實施例同樣還包括前支撐環(huán)和后 支撐環(huán)，其與第一實施例中的透鏡組件1類似。所述膜208在膜支撐環(huán)202上具有預(yù)張力。
[0180] 為了驅(qū)動第二實施例中的膜組件201，利用適當(dāng)?shù)尿?qū)動設(shè)備（未示出）壓縮所述盤 狀部件212以減少內(nèi)腔222的體積，從而增加腔內(nèi)流體211的壓力，使膜208類似于第一實 施例描述的那樣向前膨脹。驅(qū)動設(shè)備用于對膜支撐環(huán)202和支撐盤224 (通過突出片226) 施加力，方法如第一實施例描述的一樣。所述支撐環(huán)202在一個或多個位置鉸接到扣環(huán)206 上，而在這些位置環(huán)在動態(tài)時不會發(fā)生面外移動。為了顯示清晰，所述驅(qū)動點和鉸接點并未 在圖14中示出。
[0181] 盡管圖14中并未按比例繪制，但是第二變體支撐盤224的寬度Ws的范圍約為膜 支撐環(huán)202的2-10倍，從而為膜支撐環(huán)202提供足夠的強度以防止由于膜內(nèi)表面張力的作 用而產(chǎn)生平面內(nèi)變形?？梢岳斫?，所述支撐環(huán)202的寬度和支撐盤224的寬度W s的精確比 例可以因為支撐環(huán)202的寬度的變化而變化，從而在驅(qū)動態(tài)下在平面外彎曲時提供預(yù)設(shè)變 化。
[0182] 鏡片組件1的支撐盤24,第一變體支撐盤124和第二變體支撐盤224用于強化膜 支撐環(huán)2, 10, 202防止產(chǎn)生平面內(nèi)形變，并允許環(huán)以預(yù)設(shè)方式進行平面外彎曲，使膜8和208 到達預(yù)設(shè)形狀。然而，在一些實施例中，所述膜部件可能遇到進一步扭曲等問題。由于膜內(nèi) 表面張力的作用，對膜和支撐環(huán)的配置可以造成一定程度的不穩(wěn)定性，使其具有平面外扭 曲的趨勢從而形成雙曲拋物面的形狀，盡管支撐盤提供有額外的平面內(nèi)剛度。當(dāng)所述膜為 平面時，此問題會顯得特別突出，例如在非驅(qū)動態(tài)下，從平面的任何偏轉(zhuǎn)會釋放一些表面張 力，因此是有利的。然而，當(dāng)組件處于驅(qū)動態(tài)時也有可能產(chǎn)生扭曲，例如在實施例中，膜在動 態(tài)時為平面，盡管隨著膜的膨脹其效果會減弱。通過此類扭曲并非是一個問題或至少不是 一顯著的問題，在另一些實施例中，所述支撐盤可以用于提供一定程度的穩(wěn)定性來對抗所 述扭曲，下面將進行詳述。
[0183] 因此圖13D和13E示出了第三變體支撐盤324,其用于替代第一實施例中膜組件1 內(nèi)的支撐盤24或第二實施例的膜組件201的第二變體支撐環(huán)224。所述第三變體支撐盤 324類似于第二變體支撐盤224,并外加向后突出且從長邊3向長邊5延伸穿過支撐盤324 的橫向凸緣330。在本實施例中，所述凸緣與支撐盤324形成一個整體，但在其它一些實施 例中，所述凸緣330可以獨立制作，然后在組件組裝前與支撐盤324的后表面相結(jié)合。所述 凸緣330從支撐盤324處向后延伸到達后表面332。通過設(shè)計凸緣330的形狀和尺寸使其 與膜組件1或201的固定部分嚙合，使組件膜部分穩(wěn)定不出現(xiàn)上述扭曲。特別地，在本實施 例中，凸緣330的后表面332可以與盤狀部件12, 212的后壁19, 219相嚙合。在一些實施 例中略去了盤狀部件12, 212的后壁，所述盤狀部件的側(cè)壁直接與后蓋板16, 216相結(jié)合，凸 緣330的后表面332直接與后蓋板16, 216的前表面17相嚙合。
[0184] 所述凸緣330在組件長邊3, 5上連接到所述支撐盤324,處于驅(qū)動態(tài)時在所述連接 點處的組件膜部分并不移動或沒有明顯移動。
[0185] 圖13F和13G示出了第四變體支撐盤424。所述第四變體支撐盤424與第三變體 支撐盤324類似，其不同的是第四變體支撐盤424包括兩個獨立的弧形凸緣430a和430b 來代替第三變體支撐盤上的一個大體為線性的凸緣330。所述弧形凸緣各自從支撐盤424 的長邊3, 5上開始延伸到達后表面432。在本實施例中，凸緣430a和430b在x-y平面內(nèi)彎 曲，并基本遵循膜支撐環(huán)2, 10或210在動態(tài)時不會平面外移動的輪廓，如圖9所示的輪廓 線。
[0186] 如本發(fā)明第一實施例和第二實施例所述，通過支撐盤24或124或224或324或424 對膜支撐環(huán)2,10或210進行強化使其對抗平面內(nèi)彎曲或扭曲。然而，本發(fā)明的一些實施例 中包括有可替換的平面內(nèi)彎曲控制件。例如，在一些實施例中，所述加強隔片包括網(wǎng)狀片或 網(wǎng)格等，其與支撐環(huán)2,10或202的整個范圍連接，從而對其提供期望的平面內(nèi)剛度。所述 隔片與支撐環(huán)2, 10或202沿其外緣連續(xù)連接或間隔連接，使其提供的負載能夠均勻分布而 不產(chǎn)生任何使環(huán)或膜2或208產(chǎn)生明顯局部扭曲的風(fēng)險。
[0187] 圖15是根據(jù)本發(fā)明第三實施例示出的后膜支撐環(huán)510。所述后膜支撐環(huán)510的形 狀與圖9所示的第一實施例中的鏡片組件1的后膜支撐環(huán)10相似，所述第三實施例中的后 膜支撐環(huán)510可以用于鏡片組件1中代替支撐環(huán)10和支撐盤24。所述第三實施例中的后 支撐環(huán)510層壓到與第一實施例類似的前支撐環(huán)上（未示出），并且膜（未示出）夾持于二 者中間。
[0188] 所述第三實施例的后膜支撐環(huán)510設(shè)置有多個非彈性撐桿524,與環(huán)510相結(jié)合。 每個撐桿524從支撐環(huán)510的一端延伸到另一端。本實施例中設(shè)置有兩組撐桿：一組從組 件3的一長邊垂直延伸穿過所述后膜支撐環(huán)510到達另一長邊5,同時另一組從一短邊7水 平延伸穿過所述后膜支撐環(huán)510到達另一短邊9。每個撐桿524兩端結(jié)合到或固定到支撐 環(huán)510,但是獨立的撐桿524不互相連接，使得在驅(qū)動態(tài)時，所述撐桿524能夠根據(jù)需要滑 動。所述撐桿524用于強化所述后膜支撐環(huán)510處于x-y平面內(nèi)的剛度而不顯著影響其再 z軸方向上的平面外的剛度。
[0189] 對于光學(xué)應(yīng)用，所述非彈性撐桿應(yīng)該是透明的，并且優(yōu)選其由與組件內(nèi)部的流體、 所述膜及后蓋板折射率相同的材料制成，使它們在使用時不可見。
[0190] 上文中所述的所述支撐盤24、124、324、424以及撐桿524用于阻止膜支撐環(huán)2, 10 或202在x-y平面內(nèi)彎曲，并且允許膜支撐環(huán)在平面外彎曲；但是在一些實施例中，還允許 所述膜支撐環(huán)在平面內(nèi)具有一定程度的可控彎曲。多個限制因素影響膜組件的設(shè)計，包括 膜上的預(yù)張力，驅(qū)動張力以及膜支撐環(huán)和膜間的連接強度。在一些實施例中，環(huán)彎曲控制件 用于控制膜支撐環(huán)對莫內(nèi)表面張力增加的響應(yīng)，從而允許膜支撐環(huán)在驅(qū)動態(tài)下在x-y平面 內(nèi)可控地彎曲，進而使其在受到一給定驅(qū)動張力時，所述膜8產(chǎn)生更大的彎曲度。應(yīng)當(dāng)指出 的是，這種排布方式適用于具有環(huán)狀膜的組件，也適用于如本實施例中的非圓形膜的組件。
[0191] 圖16，17A和17B是根據(jù)本發(fā)明第四實施例示出的另一個膜組件601的部分示意 圖，包括環(huán)彎曲控制件，其允許膜支撐環(huán)在驅(qū)動態(tài)下進行一定程度的平面內(nèi)位移。如圖17A 所示，第四實施例的組件601具有膜部件，其包括前膜支撐環(huán)602和后膜支撐環(huán)610,膜608 夾在其中。所述膜608在環(huán)602和610上具有預(yù)張力，用于防止膜下垂、褶皺等。所述后膜 支撐環(huán)610與盤狀部件612的前密封凸緣620周向結(jié)合，所述盤狀部件612具有后壁619 及可以向前延伸的彈性側(cè)壁618。所述盤狀部件612的后壁619可以為剛性的或大致為剛 性的，或者其可以為彈性的并且由剛性后蓋板支撐（未圖示）。所述膜組件601的基本組成 與上文的第一實施例中的膜組件1和第二實施例中的膜組件201類似，在此不再贅述。同 第一第二實施例中一樣，所述盤狀部件612和膜608形成了密封內(nèi)腔622,所述內(nèi)腔622填 充有流體611。
[0192] 本發(fā)明第四實施例的膜組件601的操作方法類似于第一實施例中的膜組件1和第 二實施例中的膜組件201的操作方法，不同的是第四實施例中的膜組件601是通過擴張進 行驅(qū)動而不是壓縮。圖17A示出了非驅(qū)動態(tài)下的膜組件601的膜608為平面；所述盤狀部 件的側(cè)壁618部分折疊。在驅(qū)動態(tài)下，所述彈性側(cè)壁618膨脹拉直從而增加內(nèi)腔622的體 積。通過對膜支撐環(huán)602和610施加一個如圖17B所示的箭頭方向的力，達到上述增加體 積的目的，同時保持所述后壁619于一固定位置。內(nèi)腔622里的流體611的壓力降低，使膜 608向內(nèi)凹陷。
[0193] 為使膜608在驅(qū)動態(tài)時到達預(yù)設(shè)形狀，所述膜支撐環(huán)602和610設(shè)計為可彎曲的， 并具有如上所述的在其范圍內(nèi)抗彎剛度變化。然而，所述膜支撐環(huán)602和610的可彎曲性質(zhì) 意味著其易于產(chǎn)生不可控的平面內(nèi)彎曲，同樣如上所述。因此，在本發(fā)明的第四實施例中， 所述膜部件與多個剛性、非彈性彎曲控制桿624連接。圖16是組件601的前視圖，示出了 4個彎曲控制桿624。但是此圖只是起到了解釋說明的目的，實際應(yīng)用中可以根據(jù)需要設(shè)置 多個彎曲控制桿624,用于控制膜支撐環(huán)602和610在其范圍內(nèi)的平面內(nèi)彎曲。
[0194] 每個彎曲控制桿624的一端鉸接至后支撐環(huán)610,或可替換地，鉸接至與該支撐環(huán) 對齊的所述膜608,其另一端與盤狀部件612的后壁619鉸接。通過設(shè)置每一個彎曲控制桿 624使其與膜608的平面在驅(qū)動態(tài)下呈一銳角（基準(zhǔn)面與第一實施例中描述的相同）。適 合地，每個彎曲控制桿624與基準(zhǔn)面的夾角小于45°，即使處于全驅(qū)動態(tài)。通過這種方法， 所述彎曲控制桿624用于控制膜支撐環(huán)602和610在平面內(nèi)的彎曲或其它形變，并且不顯 著地影響環(huán)602和610的平面外位移。
[0195] 應(yīng)當(dāng)理解的是，由于彎曲控制桿624為硬的，其與膜部件相連的每個控制桿624的 一端在驅(qū)動態(tài)時遵循一軌跡，所述軌跡為圓的一段弧。用這種方法會使在驅(qū)動態(tài)下，所述膜 支撐環(huán)602和610在x-y平面內(nèi)向內(nèi)移動，從而調(diào)節(jié)施加在膜608上的張力。
[0196] 在第四實施例的一個變體中，如圖17B所示，通過設(shè)置所述膜組件601使膜在非 驅(qū)動態(tài)下形成凹面，通過壓縮膜組件實現(xiàn)驅(qū)動的目的，同時使膜在驅(qū)動態(tài)下呈一平面，如圖 17A所示。在此變體中，所述膜在驅(qū)動態(tài)下的平面可以用于定義用于測量膜支撐環(huán)位移的基 準(zhǔn)面。
[0197] 根據(jù)本發(fā)明的第五實施例，圖18A和18B示出了圖16, 17A，17B的膜組件601的另 一種變體的部分示意圖，其中，多個彎曲控制桿724連接于膜部件之間，特別地連接于前膜 支撐環(huán)702和前蓋板706后表面之間。通過配置第五實施例中的組件，使流體內(nèi)腔（未示 出）壓縮以達到驅(qū)動的目的，所述彎曲控制桿724與前蓋板706之間的連接使得不在需要 后蓋板，這種設(shè)置對一些應(yīng)用比較有利，尤其是可以節(jié)省空間。例如在鏡片應(yīng)用中，為了使 組件整體越薄越好，可以去除后鏡片。第五實施例的組件的操作方式與第四實施例的操作 方式相似，也就是所述彎曲控制桿724與所述膜708的基準(zhǔn)面呈一銳角，且對膜支撐環(huán)702 和710的平面外彎曲不產(chǎn)生顯著影響，同時控制環(huán)702和710的平面內(nèi)彎曲，使其可以在驅(qū) 動態(tài)時在平面內(nèi)進行可控的小程度的移動。
[0198] 根據(jù)本發(fā)明，提供的一個或多個彎曲控制件，用于阻止或控制膜支撐環(huán)的平面內(nèi) 移動。所述彎曲控制件用于阻止所述支撐環(huán)由于膜內(nèi)預(yù)張力產(chǎn)生的形變，至少是膜在非動 態(tài)下。在驅(qū)動態(tài)下，當(dāng)膜內(nèi)的表面張力逐漸增加，一個或多個彎曲控制件可以連續(xù)阻止膜支 撐環(huán)的平面內(nèi)位移，或者其可以允許一定程度的平面內(nèi)可控移動，就如本發(fā)明第四實施例 和第五實施例中所描述的。在本發(fā)明第一實施例和第二實施例中設(shè)置有加強隔片或支撐盤 24和224,用于控制膜支撐環(huán)的彎曲；在本發(fā)明第三實施例中，所述彎曲控制件包括多個撐 桿524,所述撐桿延伸穿過膜支撐環(huán)。在本發(fā)明第四實施例和第五實施例中設(shè)置有彎曲控制 桿624和724,用于允許膜支撐環(huán)在x-y平面內(nèi)進行一定程度的可控移動。落入本發(fā)明保護 范圍內(nèi)的所述彎曲控制件的各種變體將會在下面進行詳述。
[0199] 圖19, 20A和20B是根據(jù)本發(fā)明第六實施例示出的膜組件801，其中，所述彎曲控制 件包括多個二聯(lián)桿構(gòu)件824。所述二桿構(gòu)件824周向設(shè)置于膜部件的邊緣。如圖19所示， 所述膜組件801包括不可移動的支撐結(jié)構(gòu)806。在一些實施例中，所述支撐結(jié)構(gòu)806可以 包括外殼，盒，扣環(huán)等，用于容納并支撐所述膜組件801的可移動部分。在支撐結(jié)構(gòu)806內(nèi)， 所述膜組件801包括膜部件。所述膜部件包括前可彎曲膜支撐環(huán)802和后可彎曲膜支撐環(huán) 810,其中間夾有膜808。每個膜支撐環(huán)802和810上設(shè)置有與第一實施例中類似的突出片 826,用于連接一合適的驅(qū)動設(shè)備（未示出）。所述膜部件被支撐并結(jié)合到盤狀部件812的 前密封凸緣820,所述盤狀部件812包括一彈性側(cè)壁818及一后壁819,后壁819安裝于剛 性后蓋板816上。所述剛性后蓋板816為不可移動的支撐結(jié)構(gòu)806的一部分。所述膜部件 和盤狀部件812形成了密封封套822,所述封套容納有流體811。
[0200] 如圖20A所示，在非驅(qū)動態(tài)下所述膜808為平面。但是在驅(qū)動態(tài)下，所述盤狀部件 812的側(cè)壁818被壓縮以降低封套822的體積，從而使膜808向前膨脹，如圖20B所示。所 述第六實施例的組件的組成和操作方式與第四實施例的組成和操作方式大部分相似。不同 之處在于它通過壓縮代替膨脹進行工作，在此不再贅述。此處通過二桿構(gòu)件824實現(xiàn)膜支 撐環(huán)802和810的平面內(nèi)的控制，替代了第四實施例中的彎曲控制桿624。
[0201] 每個二桿構(gòu)件824包括兩個控制桿：一個控制桿825的一端鉸接于后蓋板816或 不可移動的支撐結(jié)構(gòu)806部分，其另一端可滑動連接于膜部件，同時另一個控制桿826的一 端鉸接于膜部件，其另一端可滑動的連接于后蓋板816或不可移動支撐結(jié)構(gòu)806部分。所 述二桿構(gòu)件824的設(shè)置用于允許所述膜支撐環(huán)802和810在主彎曲軸線方向上移動，使封 套622壓縮，并且允許膜支撐環(huán)802和810進行彎曲來控制膜的邊緣輪廓（如上文所述）， 但是所述二桿構(gòu)件124可以防止膜支撐環(huán)802和810進行平面內(nèi)移動。
[0202] 如圖19, 20A和20B中所示的第六實施例，所述二桿構(gòu)件824以"外側(cè)"方式設(shè)置 于支撐環(huán)802和810外部。圖21示出了本發(fā)明的第七個實施例，其設(shè)置有多個二桿構(gòu)件 924,所述二桿構(gòu)件924設(shè)置于封套922內(nèi)的流體911內(nèi)，位于膜支撐環(huán)902和910的"內(nèi) 側(cè)"。除了內(nèi)側(cè)二桿構(gòu)件924,圖21所示的第七實施例的組成和操作方式類似于圖14所示 的第二實施例的組成和操作方式。與本發(fā)明的第三實施例、第四實施例和第五實施例中所 述的彎曲控制撐桿524和控制桿624及724相同，對于光學(xué)應(yīng)用，所述設(shè)置于第七實施例中 的封套922內(nèi)的二桿構(gòu)件924應(yīng)該應(yīng)當(dāng)與流體911匹配的折射率。
[0203] 本發(fā)明第六實施例所述的二桿構(gòu)件824和第七實施例所述的二桿構(gòu)件924用于 允許膜部件的平面外偏轉(zhuǎn)，但是阻止所述膜支撐環(huán)802, 810和902, 910的平面內(nèi)彎曲。圖 22A，22B和23示出了本發(fā)明的兩個分別包括有四桿構(gòu)件1024和1124的實施例。所述四桿 構(gòu)件圍繞膜部件周向間隔，被設(shè)置成通過膜部件的彎曲使其能夠在平面外偏轉(zhuǎn)，同時進行 可控的平面內(nèi)移動，其控制方法類似于上述第四實施例和第五實施例中的彎曲控制桿624 和 724。
[0204] 圖22A和22B分別示出了本發(fā)明的第八實施例的膜組件1001在非驅(qū)動態(tài)下和驅(qū) 動態(tài)下的狀態(tài)圖。第八實施例中的膜組件1001包括前支撐環(huán)1002和后支撐環(huán)1010,以及 附有預(yù)張力的膜1008夾在它們之間。膜部件與盤狀部件1012的前表面凸緣1020周向結(jié) 合，所述盤狀部件1012具有彈性側(cè)壁1018和固定于后蓋板1016上的后壁1019。所述盤狀 部件1012和膜1008形成了流體填充內(nèi)腔1022,所述內(nèi)腔填充有合適的流體1011，例如類 似上面所述的硅油。如圖22A所示的非驅(qū)動態(tài)下，所述膜1008是平的。為了驅(qū)動所述組件 1001，在如上所述的在適當(dāng)?shù)目刂泣c設(shè)置有合適的驅(qū)動設(shè)備（未示出）用于移動膜支撐環(huán) 1002和1010,從而壓縮內(nèi)腔1022,增加其內(nèi)部流體1011的壓力，從而使膜1008向前膨脹， 如圖22B所示。如上所述，所述膜支撐環(huán)1002和1010沿其范圍內(nèi)具有可變的抗彎剛度，用 于控制膜1008邊緣的形狀，從而使膜在驅(qū)動態(tài)下形成預(yù)設(shè)形狀。
[0205] 每個四桿構(gòu)件1024包括第一控制桿1025,其一端鉸接于后膜支撐環(huán)1010 (或可 替換地，直接連接于與環(huán)1002和1010并列的膜1008上），還包括另外兩個控制桿1026和 1027,其一端與第一控制桿1025鉸接，其另一端鉸接于盤狀部件1012的后壁1019的間隔 位置，從而形成了四桿構(gòu)件。所述四桿構(gòu)件允許膜支撐環(huán)1002和1010在主彎曲軸線方向 上的彎曲和平面外移動，同樣允許膜支撐環(huán)1002和1010在組件驅(qū)動態(tài)下進行可控的平面 內(nèi)移動。在這種情況下，所述四桿構(gòu)件1024能夠用于調(diào)節(jié)組件驅(qū)動態(tài)時施加在膜1008上 的張力。所述四桿構(gòu)件1024設(shè)置于膜支撐環(huán)1002和1010的"內(nèi)側(cè)"，處于流體1011內(nèi)。 所述第八實施例的膜組件1001適用于鏡片組件。在此類實施例中，與上面其它實施例描述 的類似，所述膜1008,流體1011和后蓋板1016應(yīng)該是透明的，且適合地具有相配合的折射 率。類似地，對于光學(xué)類應(yīng)用，所述四桿構(gòu)件1024的折射率應(yīng)該與流體1011相配合，使它 們不可見。
[0206] 圖23示出了本發(fā)明第九實施例的膜組件1101，其與前述第八實施例的膜組件 1001類似，不同點在于第九實施例中的膜組件1101包括設(shè)置于膜支撐環(huán)1102和1110的外 側(cè)的彎曲控制連桿1124。圖23示出了膜組件1101在驅(qū)動態(tài)下的示意圖。
[0207] 本發(fā)明的第八實施例的膜組件1001和第九實施例的膜組件1101可分別用于光學(xué) 應(yīng)用，如鏡片組件，也可用于非光學(xué)應(yīng)用。本文中的術(shù)語"前"、"后"等用于描述膜組件1001 和1101的部分，出于清楚及與本發(fā)明前述實施例描述保持一致性的目的。這些術(shù)語適用于 鏡片組件，其中它們限定的是基于圖1和圖2所述的眼鏡背景下的的各個部分。對于不同 于鏡片組件的應(yīng)用（光學(xué)及非光學(xué)應(yīng)用），其"前" "后"所描述的部分并不一定設(shè)置于或朝 向相應(yīng)組件的前面或后面。例如，在一些應(yīng)用中，所述膜可以朝上設(shè)置，那么所述"前膜支撐 環(huán)"實際上是設(shè)置于"后膜支撐環(huán)"的上方，類似術(shù)語應(yīng)當(dāng)相應(yīng)的解釋。確實，從本說明書公 開的內(nèi)容看，本發(fā)明的膜組件可以用于各種不同的應(yīng)用中，甚至本發(fā)明公開的第一到第七 實施例中的組件也可以適用于其它領(lǐng)域，而術(shù)語"前"和"后"可以不是使用中的對應(yīng)部件 的實際部位，但是盡管如此，這些術(shù)語對于闡述不同實施例中的膜組件的各部分間的相對 空間位置關(guān)系還是很有幫助的。
[0208] 圖24示出了本發(fā)明第十實施例中的膜組件1201的示意圖，其中的環(huán)彎曲控制件 包括多個彈簧1224。所述彈簧周向設(shè)置于膜支撐環(huán)1202的邊緣（"外側(cè)"）上。每個彈簧 1224-端固定于所述膜支撐環(huán)1202,另一端固定到不可移動的支架1206上，所述不可移動 支架僅僅示意性顯示在圖24中。如上所述，根據(jù)膜組件1201的不同應(yīng)用，支架1206可以包 括類似于第一和第二實施例中描述的扣環(huán)，或者外殼，盒等。在預(yù)張力作用下，彈性膜1208 會伸長越過膜支撐環(huán)1202。
[0209] 所述膜1208與流體接觸（未示出），并設(shè)置有調(diào)節(jié)器用于調(diào)節(jié)流體壓力選擇性地 使膜1208膨脹，其膨脹方式與前述實施例中描述的類似。所述膜支撐環(huán)1202是可彎曲的， 沿其范圍內(nèi)具有變化的抗彎剛度，用于根據(jù)本發(fā)明的原理控制膜1208在驅(qū)動態(tài)下的形狀。
[0210] 所述彎曲控制彈簧1224允許膜支撐環(huán)1202的平面外移動，例如可以驅(qū)動組件 1201，同樣允許膜支撐環(huán)1202通過主彎曲軸線上偏轉(zhuǎn)進行彎曲，來改變使用中的環(huán)的輪 廓，進而控制膜的形狀。所述彎曲控制彈簧1224也允許膜支撐環(huán)1202可控程度的平面內(nèi) 彎曲或形變，用于控制膜1208處于驅(qū)動態(tài)時的張力。對于彈簧1224的彈性模量的選擇原 則是使其能夠阻止非驅(qū)動態(tài)下膜支撐環(huán)1202在膜1208的預(yù)張力的單獨作用下產(chǎn)生平面內(nèi) 移動，但是允許組件處于驅(qū)動態(tài)時所述膜支撐環(huán)1202在逐漸增加的膜1208內(nèi)張力的作用 下進行可控移動。
[0211] 圖25-27是本發(fā)明第i^一實施例示出的膜組件1301的示意圖。其中，環(huán)彎曲控制 件由多個向前延伸的銷1324組成，所述銷1324沿前膜支撐環(huán)1302和后膜支撐環(huán)1324周 向間隔布置。如圖27所示，每個銷1324固定設(shè)置于后蓋板1316上并向前延伸穿過形成于 所述環(huán)1302, 1310內(nèi)的相應(yīng)的孔徑1325,使所述環(huán)可以在銷1324上滑動。第i^一實施例的 膜組件1301的組成和操作方式與上述第二實施例的膜組件201和第七實施例的膜組件901 的組成和操作方式類似，不同之處在于彎曲控制件1324,其允許膜支撐環(huán)1302和1310在z 軸方向上進行平面外移動，用于驅(qū)動膜組件1301，并通過前述類似方法控制膜支撐環(huán)1302 和1310的輪廓，同時阻止膜支撐環(huán)1302和1310的平面內(nèi)彎曲或其他形變。
[0212] 所述銷1324可以膠粘于后蓋板1316上或通過其它本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的方法與 后蓋板1316固定。所述膜組件1301包括流體填充內(nèi)腔1322,所述內(nèi)腔由膜1308和盤狀部 件1312形成。所述盤狀部件包括有彈性側(cè)壁1318,銷設(shè)置于內(nèi)腔外側(cè)與側(cè)壁1318相鄰。 所述銷延伸穿過設(shè)置于側(cè)壁1318上的前向凸緣1320,所述凸緣1320用于周向密封銷1324 內(nèi)的組件膜部分1302, 1308和1310。
[0213] 在第^^一實施例的一個變體中，一個或多個銷1324安裝于后蓋板1316上并與其 呈一傾斜角度。適合地，每個銷1324向后蓋板1316前方大致以偏離x-y平面內(nèi)的直角形式 延伸，到達膜支撐環(huán)1302和1310的相鄰區(qū)域。組件1301通過壓縮側(cè)壁1318進行驅(qū)動，其 壓縮方式與本發(fā)明前述實施例中的方式類似。在一個或多個驅(qū)動點上，通過合適的驅(qū)動設(shè) 備（未示出）使膜支撐環(huán)1302和1310在主彎曲軸線方向上主動移動；而在其它位置上，所 述膜支撐環(huán)1302和1310由于其范圍內(nèi)不同的抗彎剛度，使其沿主彎曲軸線方向上平面外 彎曲。所述膜支撐環(huán)在安裝在傾斜銷1324的點上平面外移動，所述膜支撐環(huán)1302和1310 還會發(fā)生如圖28所示的平面內(nèi)移動，其可以用于組件驅(qū)動態(tài)下控制施加在膜1308上的張 力。
[0214] 應(yīng)當(dāng)理解的是，在一些位置，為達到預(yù)設(shè)輪廓，所述膜1308的邊緣不能進行平面 外移動，所述膜支撐環(huán)1302和1310可以固定連接于銷1324上以阻止其滑動。本領(lǐng)域技術(shù) 人員能夠決定所需的銷的數(shù)量以及結(jié)構(gòu)，從而使膜1308邊緣在其范圍內(nèi)實現(xiàn)期望的平面 內(nèi)和平面外移動。
[0215] 圖29-31是根據(jù)本發(fā)明第十二實施例示出的膜組件1401的示意圖。如圖30所示， 所述第十二實施例的膜組件1401包括膜部件，其包括前后可彎曲膜支撐環(huán)1402和1410,彈 性膜1408夾在二者之間。所述彈性膜在預(yù)張力下被所述環(huán)支撐。所述膜部件設(shè)置于盤狀 部件1412的前表面凸緣1420上。所述盤狀部件1412包括有彈性側(cè)壁1418和后壁1419， 所述后壁由剛性后蓋板1416支撐。所述膜1408和盤狀部件1412形成了封套，所述封套填 充有類似于以上實施例中描述的合適的流體1411。
[0216] 如圖29所示，所述膜部件在其范圍內(nèi)的間隔開的位置處連接有多個彎曲控制裝 置1424。每個裝置1424包括帶折邊的凸尖1401，所述凸尖固定安裝于膜組件1401的不可 移動的部件1406上，所述不可移動的部件1406如圖29-31所示。同前述實施例相同，所 述不可移動的部件1406可以為容納該組件的可移動部分的外殼或盒，扣環(huán)，邊框等的一部 分。在一些實施例中，所述凸尖1426可以與不可移動的部件1406形成一個整體。
[0217] 在第十二實施例的組件中，每個凸尖1426都設(shè)置膜部件的前方，其包括一向后延 伸的凸緣1428,所述凸緣1428延伸到后端1429處并前向與前膜支撐環(huán)1402間隔開。每 個凸尖可滑動地承載有一可彎曲桿1430,所述可彎曲桿1430在z軸方向上沿前后方向延 伸。所述可彎曲桿1430包括后端1431，所述后端1431與前膜支撐環(huán)1402相接，如圖31A 和31B所示。所述可彎曲桿設(shè)置于膜1408外側(cè)，并與凸尖1426的凸緣1428緊密相鄰。
[0218] 在非驅(qū)動態(tài)下，如圖31A所示，所述桿1430的后端1431伸出凸緣1428的后端1429 一小段距離，利用凸緣1429能夠阻止其在膜1408的預(yù)張力的作用下發(fā)生顯著的向內(nèi)彎曲。
[0219] 然而在驅(qū)動態(tài)下，所述部件1412的側(cè)壁1418被壓縮，其壓縮方式與前述實施例中 的方式類似使用合適的驅(qū)動設(shè)備（未示出）。所述裝置1424允許膜支撐環(huán)1402和1410進 行平面外移動來壓縮側(cè)壁1418,并且在其范圍內(nèi)彎曲，以控制膜的邊緣輪廓達到膜的預(yù)設(shè) 形狀。由于所述膜支撐環(huán)沿z軸方向移動，所述桿1430相對于凸尖1426縱向滑動。這造 成了桿1430的尾端進一步伸出于凸緣1428的后端1429,所以所述凸緣無法限制所述桿的 尾端。因此，所述桿1430的后端1431可以在膜1408內(nèi)的預(yù)張力作用下相對于膜1408向 內(nèi)彎曲。通過選擇具有合適剛度的桿1430來控制其在組件1401驅(qū)動態(tài)下的彎曲程度，進 而控制膜1408內(nèi)的張力。
[0220] 應(yīng)當(dāng)理解，所述桿1430圍繞膜支撐環(huán)1402和1410范圍內(nèi)可以有相同的剛度也可 以有不同的剛度。所述膜支撐環(huán)1402和1410沿環(huán)與桿相連的區(qū)域，膜支撐環(huán)1402和1410 在驅(qū)動態(tài)下不會發(fā)生平面外移動，此時可以阻止所述桿1430相對于凸尖1426滑動。
[0221] 本發(fā)明提供了 一種包括有流體填充封套的膜組件1、201、601、801、901、1001、 1201、1301、1401。所述封套最少一側(cè)與彈性膜 8、208、608、708、808、1008、1208、1308、1408 相結(jié)合。所述彈性膜在張力作用下由一個或多個可彎曲的外圍膜支撐環(huán)2、10,202,510， 602、610,702、710,802、810,902、910,1002、1010,1102、1110,1202、1210,1302、1310,1402、 1410支撐。所述封套內(nèi)的流體壓力可以增加，例如通過壓縮封套；其壓力也可以降低，例如 通過使封套膨脹，來改變膜上的壓力差，從而使膜外凸或內(nèi)凹。膜支撐環(huán)2, 10等抗彎剛度 是在其范圍內(nèi)是改變的，用于控制驅(qū)動態(tài)下膜8等邊緣的輪廓。根據(jù)本發(fā)明，設(shè)置各種不 同類型的環(huán)彎曲控制件 24、124、324 ;424、524、624、724、824、924、1024、1124、1224、1324、 1424,通過偏轉(zhuǎn)允許膜支撐環(huán)2, 10等的平面外彎曲，阻止或控制它們的平面內(nèi)彎曲或形 變。在一些實施例中，所述環(huán)彎曲控制件624、724、1024、1124、1224、1324、1424允許環(huán)2, 20 等可控程度的面內(nèi)彎曲，以控制膜8等驅(qū)動態(tài)時的張力。環(huán)彎曲控制件可以包括膜支撐盤 24、124、224、324、424，用于阻止或大體阻止膜支撐環(huán)2，10等的平面內(nèi)彎曲，還包括多個撐 桿524 ;控制桿624、724,連桿機構(gòu)824、924、1024、1124,彈簧1224或其他彎曲控制件，如本 發(fā)明第十一實施例中的銷，可以使安裝在其上的環(huán)2, 10等滑動，或者第十二實施例中的可 彎曲桿1430,其被設(shè)計成當(dāng)膜在驅(qū)動態(tài)下允許可控程度平面內(nèi)彎曲。
[0222] 本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)本發(fā)明說明書的教導(dǎo)衍生出其它一些控制膜支撐環(huán) 2, 10等彎曲的方法。本發(fā)明的優(yōu)勢在于利用可彎曲膜支撐環(huán)2, 10等控制膜在驅(qū)動狀態(tài)下 的邊緣輪廓，同時阻止所述膜支撐環(huán)2, 10等在膜8等的表面張力的作用下發(fā)生不期望的或 不可控的彎曲。
[0223] 如上所述，參考透鏡組件，尤其用于眼鏡上的透鏡組件對本發(fā)明中所述的實施例 進行描述。然而，本發(fā)明的透鏡組件同樣適用于其它透鏡應(yīng)用，例如護目鏡，頭盔以及各種 各樣的科學(xué)光學(xué)儀器。在一個透鏡組件中，其光學(xué)部分為透明的，但是本發(fā)明中也包含了一 些其它類型的可變形膜組件，它們以相似的結(jié)構(gòu)和操作方式提供一種可控制的可調(diào)節(jié)的表 面。在光學(xué)領(lǐng)域中，例如，本發(fā)明可以用于提供一種可控制的可調(diào)節(jié)的鏡面，并且本發(fā)明的 膜組件也可以用于非光學(xué)應(yīng)用，例如聲學(xué)應(yīng)用，其需要具有可選擇的可控制的且可調(diào)節(jié)的 動態(tài)形狀的膜。
[0224] 本發(fā)明的透鏡組件1、201、601、701、801、901、1201、1301、1401尤其適用于對遠視 眼的校正。在使用時，所述透鏡組件1等可以通過驅(qū)動所述組件來進行調(diào)節(jié)，用于對一定距 離范圍內(nèi)的物體由遠到近進行聚焦。
【權(quán)利要求】
1. 一種可變形膜組件，包括：彈性膜，所述彈性膜被圍繞其邊緣設(shè)置的柔性的膜支撐 部件支撐；流體，所述流體與所述彈性膜的一面相接觸，所述流體的壓力是可控的用于調(diào)節(jié) 所述膜的形狀；以及一個或多個作用于所述支撐部件上的彎曲控制件，以便控制所述支撐 部件的彎曲從而對加載在所述膜內(nèi)的張力進行響應(yīng)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的可變形膜組件，其特征在于，所述流體被包含于體積可調(diào)的 封套內(nèi)；所述可變形膜組件包括可選擇性操作的調(diào)節(jié)器，用于調(diào)節(jié)所述封套的體積從而控 制所述流體的壓力。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的可變形膜組件，其特征在于，所述封套被安裝于固定的支架 上，所述調(diào)節(jié)器可被調(diào)節(jié)，以使所述封套相對于所述固定支架被壓縮或膨脹。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的可變形膜組件，其特征在于，所述流體被包含于體積實質(zhì)上 固定的封套內(nèi)，所述可變形膜組件包括可選擇性操作的設(shè)備，用于向所述封套內(nèi)注入流體 或從所述封套內(nèi)移除流體，從而控制所述流體的壓力。
5. 根據(jù)前述任一項權(quán)利要求所述的可變形膜組件，其特征在于，所述膜為非圓形。
6. 根據(jù)前述任一項權(quán)利要求所述的可變形膜組件，其特征在于，所述膜在所述膜支撐 部件上被預(yù)拉伸。
7. 根據(jù)前述任一項權(quán)利要求所述的可變形膜組件，其特征在于，所述一個或多個彎曲 控制件以一種各向異性的方式改變所述支撐部件的彎曲。
8. 根據(jù)前述任一項權(quán)利要求所述的可變形膜組件，其特征在于，所述一個或多個彎曲 控制件對所述膜支撐部件的在平面內(nèi)的強化作用比在垂直所述面的軸上更大。
9. 根據(jù)前述任一項權(quán)利要求所述的可變形膜組件，其特征在于，通過調(diào)節(jié)所述流體壓 力使所述彈性膜膨脹，所述膜支撐部件被配置成，通過在平行于所述彈性膜的膨脹方向的 主彎曲軸線上的局部偏移而以預(yù)設(shè)方式彎曲，以便控制所述彈性膜的形狀。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的可變形膜組件，其特征在于，所述一個或多個彎曲控制件能 夠阻止所述膜支撐部件在垂直于所述主彎曲軸線的平面內(nèi)的彎曲，而不顯著影響所述膜支 撐部件在主彎曲軸線方向上的偏移。
11. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的可變形膜組件，其特征在于，所述一個或多個彎曲控制件允 許在所述膜組件處于驅(qū)動態(tài)時，所述膜支撐部件以一種可控的方式在垂直于所述主彎曲軸 線的方向上彎曲。
12. 根據(jù)前述任一項權(quán)利要求所述的可變形膜組件，其特征在于，所述一個或多個彎曲 控制件包括加強隔片。
13. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的可變形膜組件，其特征在于，所述加強隔片包括設(shè)置于流 體內(nèi)的加強板，所述加強板具有一個或多個延伸穿過所述加強板的孔徑。
14. 根據(jù)在依據(jù)權(quán)利要求9時的權(quán)利要求13所述的可變形膜組件，其特征在于，所述加 強板被配置為在所述主彎曲軸線的方向上沿著兩條相互橫向的軸線彎曲。
15. 根據(jù)權(quán)利要求13或14所述的可變形膜組件，其特征在于，所述加強板為環(huán)形。
16. 根據(jù)權(quán)利要求13、14或15所述的可變形膜組件，其特征在于，所述加強板設(shè)置有一 個或多個懸筋，用于當(dāng)所述彈性膜為平面時強化所述加強板以阻止其發(fā)生變形。
17. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的可變形膜組件，其特征在于，所述一個或多個懸筋連接到 所述加強板的連接點位于所述膜支撐部件在所述可變形膜組件處于驅(qū)動態(tài)時不發(fā)生位移 的位置處或位置附近。
18. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的可變形膜組件，其特征在于，所述懸筋沿著所述彈性膜在 驅(qū)動態(tài)時不發(fā)生位移的輪廓設(shè)置。
19. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的可變形膜組件，其特征在于，設(shè)置有一個或多個線性筋，其 延伸穿過所述加強板。
20. 根據(jù)權(quán)利要求16-19中任意一項所述的可變形膜組件，其特征在于，所述可變形膜 組件包括一個或多個固定部件，并且所述一個或多個筋與所述固定部件中的一個或多個相 嚙合，以便強化所述加強板防止產(chǎn)生彎曲。
21. 根據(jù)權(quán)利要求1-11中任意一項所述的可變形膜組件，其特征在于，所述一個或多 個彎曲控制件包括多個撐桿，所述撐桿在所述膜支撐部件的相對的部分或區(qū)域之間延伸。
22. 根據(jù)權(quán)利要求9-11中任意一項所述的可變形膜組件，其特征在于，所述一個或多 個彎曲控制件包括多個桿，其中每個所述桿在一端固定于所述彈性膜上或所述膜支撐部件 上，且另一端固定于所述可變性膜組件的一個或多個固定部件上；并且其中每個所述桿允 許所述支撐部件通過在所述主彎曲軸線方向上偏移而自由彎曲，并允許所述膜支撐部件在 垂直于所述主彎曲軸線的平面內(nèi)進行可控形變。
23. 根據(jù)權(quán)利要求1-11中任意一項所述的可變形膜組件，其特征在于，所述一個或多 個彎曲控制件包括多個連桿機構(gòu)，所述連桿機構(gòu)周向間隔地設(shè)置于所述彈性膜的周邊，其 中每個所述連桿機構(gòu)連接于所述彈性膜或所述膜支撐部件與所述可變形膜組件的一個或 多個固定部件之間。
24. 根據(jù)在依據(jù)權(quán)利要求9時的權(quán)利要求23所述的可變形膜組件，其特征在于，每個所 述連桿機構(gòu)被設(shè)置成允許所述膜支撐部件通過在所述主彎曲軸線方向上偏移而發(fā)生彎曲， 但是阻止所述膜支撐部件在垂直于所述主彎曲軸線的平面內(nèi)發(fā)生形變。
25. 根據(jù)在依據(jù)權(quán)利要求9時的權(quán)利要求23所述的可變形膜組件，其特征在于，每個所 述連桿機構(gòu)被設(shè)置成允許所述膜支撐部件通過在所述主彎曲軸線方向上偏移而發(fā)生彎曲， 并且允許所述膜支撐部件在垂直于所述主彎曲軸線的平面內(nèi)發(fā)生可控形變。
26. 根據(jù)權(quán)利要求22或25所述的可變形膜組件，其特征在于，所述撐桿或連桿機構(gòu)被 設(shè)置成允許在所述膜支撐部件范圍內(nèi)產(chǎn)生不同量的平面內(nèi)位移。
27. 根據(jù)權(quán)利要求1-11中任意一項所述的可變形膜組件，其特征在于，所述一個或多 個彎曲控制件包括多個彈簧部件，每個所述彈簧部件的一端與所述膜支撐部件連接，且另 一端連接于合適的約束邊界。
28. 根據(jù)權(quán)利要求1-11中任意一項所述的可變形膜組件，其特征在于，所述一個或多 個彎曲控制件包括多個滑軌，所述滑軌與所述膜支撐部件配合，以控制所述支撐部件在所 述可變形膜組件的驅(qū)動態(tài)下沿所述滑軌按預(yù)設(shè)的軌跡移動。
29. 根據(jù)權(quán)利要求9-11中任意一項所述的可變形膜組件，其特征在于，所述一個或多 個彎曲控制件包括多個可彎曲桿，所述可彎曲桿沿所述膜支撐部件間隔設(shè)置，每個所述可 彎曲桿均與所述主彎曲軸線對齊，且其一端與所述膜支撐部件連接，并可滑動地與安裝部 件配合；所述安裝部件被固定連接于所述可變形膜組件的固定部件上，以允許所述可彎曲 桿在所述主彎曲軸線方向上滑動；每個所述安裝部件包括凸緣，所述凸緣被設(shè)置以防止所 述可彎曲桿在所述可變形膜組件的非驅(qū)動態(tài)下產(chǎn)生橫向彎曲；上述設(shè)置使得在所述可變 形膜組件處于驅(qū)動態(tài)時，所述膜支撐部件通過在所述主彎曲軸線上的偏移所產(chǎn)生的彎曲來 使得一個或多個所述桿相對其各自的安裝部件滑動，使得每個連接桿的一端伸出所述凸緣 夕卜，所述桿的所述部分在所述彈性膜的表面張力的作用下在垂直于所述主彎曲軸線的平面 內(nèi)發(fā)生彎曲。
30. -種護目鏡物品，包括前述任一項權(quán)利要求所述的可變形膜組件。
【文檔編號】G02B3/14GK104350413SQ201280073390
【公開日】2015年2月11日 申請日期:2012年12月14日 優(yōu)先權(quán)日:2012年3月27日
【發(fā)明者】亞歷克斯·埃金頓, 本杰明托馬斯崔斯特瑞姆·霍蘭德, 丹尼爾保羅·羅茲, 迪瓊·彼特羅平托, 德里克保羅福布斯·比恩, 羅杰布萊恩明欣·克拉克, 彼得李·克羅斯利, 理查德利夫道格拉斯·穆雷, 愛德溫詹姆斯·斯通, 羅伯特·愛德華·史蒂文斯 申請人:Adlens 有限公司